Διάβρωση και διάβρωση σε λέβητες μέσης και χαμηλής πίεσης από την πλευρά του κλιβάνου. Διάβρωση ατμολεβήτων Τύποι λεβητοστασίου διάβρωσης και ζημιάς σε λέβητες
Marine site Russia no 05 Οκτωβρίου 2016 Δημιουργήθηκε: 05 Οκτωβρίου 2016 Ενημερώθηκε: 05 Οκτωβρίου 2016 Προβολές: 5363Τύποι διάβρωσης. Κατά τη λειτουργία, τα στοιχεία ενός λέβητα ατμού εκτίθενται σε επιθετικά μέσα - νερό, ατμός και καυσαέρια. Διάκριση μεταξύ χημικής και ηλεκτροχημικής διάβρωσης.
Χημική διάβρωση, που προκαλείται από ατμό ή νερό, καταστρέφει το μέταλλο ομοιόμορφα σε ολόκληρη την επιφάνεια. Το ποσοστό τέτοιας διάβρωσης στους σύγχρονους λέβητες θαλάσσης είναι χαμηλό. Πιο επικίνδυνη είναι η τοπική χημική διάβρωση που προκαλείται από επιθετικές χημικές ενώσεις που περιέχονται στα κοιτάσματα τέφρας (θείο, οξείδια βαναδίου κ.λπ.).
Το πιο συνηθισμένο και επικίνδυνο είναι ηλεκτροχημική διάβρωση, που ρέει σε υδατικά διαλύματα ηλεκτρολυτών όταν ηλεκτρικό ρεύμα, που προκαλείται από τη διαφορά δυναμικού μεταξύ μεμονωμένων τμημάτων του μετάλλου, τα οποία διαφέρουν ως προς τη χημική ετερογένεια, τη θερμοκρασία ή την ποιότητα επεξεργασίας.
Ο ρόλος του ηλεκτρολύτη εκτελείται από νερό (με εσωτερική διάβρωση) ή συμπυκνωμένο υδρατμό σε ιζήματα (με εξωτερική διάβρωση).
Η εμφάνιση τέτοιων μικρογαλβανικών ζευγών στην επιφάνεια των σωλήνων οδηγεί στο γεγονός ότι τα άτομα ιόντων του μετάλλου περνούν στο νερό με τη μορφή θετικά φορτισμένων ιόντων και η επιφάνεια του σωλήνα σε αυτό το μέρος αποκτά αρνητικό φορτίο. Εάν η διαφορά στα δυναμικά τέτοιων μικρογαλβανικών ζευγών είναι ασήμαντη, τότε δημιουργείται σταδιακά ένα διπλό ηλεκτρικό στρώμα στη διεπιφάνεια μετάλλου-νερού, το οποίο επιβραδύνει την περαιτέρω πορεία της διαδικασίας.
Ωστόσο, στις περισσότερες περιπτώσεις, τα δυναμικά των μεμονωμένων τομών είναι διαφορετικά, γεγονός που προκαλεί την εμφάνιση EMF που κατευθύνεται από ένα μεγαλύτερο δυναμικό (άνοδος) σε ένα μικρότερο (κάθοδος).
Σε αυτή την περίπτωση, τα μεταλλικά ιόντα-άτομα περνούν από την άνοδο στο νερό και η περίσσεια ηλεκτρονίων συσσωρεύεται στην κάθοδο. Ως αποτέλεσμα, το EMF και, κατά συνέπεια, η ένταση της διαδικασίας καταστροφής μετάλλων μειώνονται απότομα.
Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται πόλωση. Εάν το δυναμικό ανόδου μειώνεται ως αποτέλεσμα του σχηματισμού προστατευτικής μεμβράνης οξειδίου ή αύξησης της συγκέντρωσης μεταλλικών ιόντων στην περιοχή της ανόδου και το δυναμικό της καθόδου παραμένει πρακτικά αμετάβλητο, τότε η πόλωση ονομάζεται ανοδική.
Με την καθοδική πόλωση σε διάλυμα κοντά στην κάθοδο, η συγκέντρωση ιόντων και μορίων ικανών να απομακρύνουν την περίσσεια ηλεκτρονίων από την επιφάνεια του μετάλλου πέφτει απότομα. Από αυτό προκύπτει ότι το κύριο σημείο στην καταπολέμηση της ηλεκτροχημικής διάβρωσης είναι η δημιουργία τέτοιων συνθηκών όπου θα διατηρηθούν και οι δύο τύποι πόλωσης.
Είναι πρακτικά αδύνατο να επιτευχθεί αυτό, αφού το νερό του λέβητα περιέχει πάντα αποπολωτές - ουσίες που προκαλούν διακοπή των διαδικασιών πόλωσης.
Οι αποπολωτές περιλαμβάνουν μόρια O 2 και CO 2, ιόντα H +, Cl - και SO - 4, καθώς και οξείδια σιδήρου και χαλκού. Διαλυμένα στο νερό, τα CO 2 , Cl - και SO - 4 αναστέλλουν το σχηματισμό μιας πυκνής προστατευτικής μεμβράνης οξειδίου στην άνοδο και έτσι συμβάλλουν στην εντατική πορεία των ανοδικών διεργασιών. Τα ιόντα υδρογόνου H + μειώνουν το αρνητικό φορτίο της καθόδου.
Η επίδραση του οξυγόνου στον ρυθμό διάβρωσης άρχισε να εκδηλώνεται σε δύο αντίθετες κατευθύνσεις. Αφενός, το οξυγόνο αυξάνει τον ρυθμό της διαδικασίας διάβρωσης, αφού είναι ισχυρός αποπολωτικός των τμημάτων της καθόδου, αφετέρου, έχει παθητικό αποτέλεσμα στην επιφάνεια.
Συνήθως, τα μέρη του λέβητα από χάλυβα έχουν ένα αρκετά ισχυρό αρχικό φιλμ οξειδίου που προστατεύει το υλικό από την έκθεση στο οξυγόνο μέχρι να καταστραφεί από χημικούς ή μηχανικούς παράγοντες.
Ο ρυθμός των ετερογενών αντιδράσεων (συμπεριλαμβανομένης της διάβρωσης) ρυθμίζεται από την ένταση των ακόλουθων διεργασιών: παροχή αντιδραστηρίων (κυρίως αποπολωτικών) στην επιφάνεια του υλικού. καταστροφή της προστατευτικής μεμβράνης οξειδίου. απομάκρυνση των προϊόντων αντίδρασης από τον τόπο εμφάνισής τους.
Η ένταση αυτών των διεργασιών καθορίζεται σε μεγάλο βαθμό από υδροδυναμικούς, μηχανικούς και θερμικούς παράγοντες. Ως εκ τούτου, τα μέτρα για τη μείωση της συγκέντρωσης επιθετικών χημικών ουσιών σε υψηλή ένταση των άλλων δύο διεργασιών, όπως δείχνει η εμπειρία των λεβήτων λειτουργίας, είναι συνήθως αναποτελεσματικά.
Ως εκ τούτου, η λύση στο πρόβλημα της αποφυγής ζημιών από τη διάβρωση θα πρέπει να είναι πολύπλοκη, όταν λαμβάνονται υπόψη όλοι οι παράγοντες που επηρεάζουν τις αρχικές αιτίες της καταστροφής των υλικών.
Ηλεκτροχημική διάβρωση
Ανάλογα με τον τόπο εμφάνισης και τις ουσίες που εμπλέκονται στις αντιδράσεις, διακρίνονται οι ακόλουθοι τύποι ηλεκτροχημική διάβρωση:
- οξυγόνο (και η ποικιλία του - πάρκινγκ),
- υπολάσπη (μερικές φορές ονομάζεται "κέλυφος"),
- διακοκκώδης (αλκαλική ευθραυστότητα των χάλυβων του λέβητα),
- υποδοχή και
- θειούχος.
Διάβρωση οξυγόνουπαρατηρείται σε εξοικονομητές, εξαρτήματα, τροφοδοσίες και σωλήνες καθόδου, συλλέκτες ατμού-νερού και συσκευές ενδοσυλλεκτών (θωράκια, σωλήνες, υπερθερμαντήρες κ.λπ.). Τα πηνία του δευτερεύοντος κυκλώματος των λεβήτων διπλού κυκλώματος, που χρησιμοποιούν λέβητες και θερμαντήρες ατμού είναι ιδιαίτερα ευαίσθητα στη διάβρωση του οξυγόνου. Η διάβρωση του οξυγόνου προχωρά κατά τη λειτουργία των λεβήτων και εξαρτάται από τη συγκέντρωση του οξυγόνου που έχει διαλυθεί στο νερό του λέβητα.
Ο ρυθμός διάβρωσης οξυγόνου στους κύριους λέβητες είναι χαμηλός λόγω αποτελεσματική εργασίααπαερωτήρες και υδατικό καθεστώς φωσφορικών-νιτρικών. Σε βοηθητικούς λέβητες σωλήνων νερού, συχνά φτάνει τα 0,5 - 1 mm / έτος, αν και κατά μέσο όρο κυμαίνεται από 0,05 - 0,2 mm / έτος. Η φύση της ζημιάς στους χάλυβες του λέβητα είναι μικρά κοιλώματα.
Ένας πιο επικίνδυνος τύπος διάβρωσης οξυγόνου είναι διάβρωση στάθμευσηςπου ρέει κατά την περίοδο αδράνειας του λέβητα. Λόγω των ιδιαιτεροτήτων λειτουργίας, όλοι οι λέβητες πλοίων (ειδικά οι βοηθητικοί λέβητες) υπόκεινται σε έντονη διάβρωση στάθμευσης. Κατά κανόνα, η διάβρωση στάθμευσης δεν οδηγεί σε αστοχίες του λέβητα, ωστόσο, το μέταλλο που διαβρώνεται κατά τη διακοπή λειτουργίας, το ceteris paribus, καταστρέφεται πιο έντονα κατά τη λειτουργία του λέβητα.
Η κύρια αιτία της διάβρωσης στο παρκάρισμα είναι η είσοδος οξυγόνου στο νερό εάν ο λέβητας είναι γεμάτος ή στο φιλμ υγρασίας στη μεταλλική επιφάνεια εάν ο λέβητας είναι στεγνός. Σημαντικό ρόλο παίζουν τα χλωρίδια και το NaOH που περιέχονται στο νερό, καθώς και τα υδατοδιαλυτά άλατα.
Εάν υπάρχουν χλωρίδια στο νερό, η ομοιόμορφη διάβρωση μετάλλων εντείνεται και εάν περιέχει μικρή ποσότητα αλκαλίων (λιγότερη από 100 mg/l), τότε η διάβρωση εντοπίζεται. Για να αποφευχθεί η διάβρωση στάθμευσης σε θερμοκρασία 20 - 25 °C, το νερό πρέπει να περιέχει έως και 200 mg/l NaOH.
Εξωτερικά σημάδια διάβρωσης με συμμετοχή οξυγόνου: τοπικά έλκη μικρό μέγεθος(Εικ. 1, α), γεμάτο με καφέ προϊόντα διάβρωσης, τα οποία σχηματίζουν φυματίδια πάνω από τα έλκη.
Η απομάκρυνση του οξυγόνου από το νερό τροφοδοσίας είναι ένα από τα σημαντικά μέτρα για τη μείωση της διάβρωσης του οξυγόνου. Από το 1986, η περιεκτικότητα σε οξυγόνο στο νερό τροφοδοσίας για λέβητες θαλάσσιων βοηθητικών και απορριμμάτων περιορίστηκε σε 0,1 mg/l.
Ωστόσο, ακόμη και με τέτοια περιεκτικότητα σε οξυγόνο του νερού τροφοδοσίας, παρατηρείται βλάβη διάβρωσης στα στοιχεία του λέβητα κατά τη λειτουργία, γεγονός που υποδηλώνει την κυρίαρχη επίδραση των διαδικασιών καταστροφής του φιλμ οξειδίου και της έκπλυσης προϊόντων αντίδρασης από τις θέσεις διάβρωσης. Πλέον Καλό παράδειγμαπου απεικονίζουν την επίδραση αυτών των διεργασιών στη ζημιά από τη διάβρωση είναι η καταστροφή των πηνίων των λεβήτων σπατάλης-θερμότητας με αναγκαστική κυκλοφορία.
Ρύζι. 1. Βλάβη λόγω διάβρωσης με οξυγόνο
Ζημιά από διάβρωσησε περίπτωση διάβρωσης οξυγόνου, συνήθως εντοπίζονται αυστηρά: στην εσωτερική επιφάνεια των τμημάτων εισόδου (βλ. Εικ. 1, α), στην περιοχή των στροφών (Εικ. 1, β), στα τμήματα εξόδου και στον αγκώνα του πηνίου (βλ. Εικ. 1, γ), καθώς και σε συλλέκτες ατμού-νερού λεβήτων χρήσης (βλ. Εικ. 1, δ). Σε αυτές τις περιοχές (2 - η περιοχή της σπηλαίωσης κοντά στο τοίχωμα) τα υδροδυναμικά χαρακτηριστικά της ροής δημιουργούν συνθήκες για την καταστροφή του φιλμ οξειδίου και την εντατική έκπλυση των προϊόντων διάβρωσης.
Πράγματι, οποιαδήποτε παραμόρφωση της ροής νερού και μίγματος ατμού-νερού συνοδεύεται από την εμφάνιση σπηλαίωση σε στρώματα κοντά στο τοίχωμαδιαστελλόμενη ροή 2, όπου οι σχηματιζόμενες και αμέσως καταρρέουσες φυσαλίδες ατμού προκαλούν την καταστροφή του φιλμ οξειδίου λόγω της ενέργειας των υδραυλικών μικροσόκ.
Αυτό διευκολύνεται επίσης από τις εναλλασσόμενες τάσεις στο φιλμ, που προκαλούνται από τη δόνηση των πηνίων και τις διακυμάνσεις της θερμοκρασίας και της πίεσης. Η αυξημένη τοπική αναταραχή ροής σε αυτές τις περιοχές προκαλεί ενεργό έκπλυση των προϊόντων διάβρωσης.
Στα τμήματα άμεσης εξόδου των πηνίων, η μεμβράνη οξειδίου καταστρέφεται λόγω κρούσεων στην επιφάνεια των σταγονιδίων νερού κατά τη διάρκεια τυρβωδών παλμών της ροής του μίγματος ατμού-νερού, ο διασκορπισμένος δακτυλιοειδής τρόπος κίνησης του οποίου περνάει εδώ σε ένα διασκορπισμένο ταχύτητα ροής έως 20-25 m/s.
Κάτω από αυτές τις συνθήκες, ακόμη και μια χαμηλή περιεκτικότητα σε οξυγόνο (~ 0,1 mg/l) προκαλεί έντονη καταστροφή του μετάλλου, γεγονός που οδηγεί στην εμφάνιση συριγγίων στα τμήματα εισόδου των πηνίων των λεβήτων απορριπτόμενης θερμότητας τύπου La Mont μετά από 2- 4 χρόνια λειτουργίας, και σε άλλους τομείς - μετά από 6-12 χρόνια.
Ρύζι. Εικ. 2. Ζημιά διάβρωσης στα πηνία εξοικονομητή των λεβήτων χρήσης KUP1500R του μηχανοκίνητου πλοίου "Indira Gandhi".
Ως παράδειγμα των προηγούμενων, ας εξετάσουμε τις αιτίες της ζημιάς στα πηνία εξοικονομητή δύο λεβήτων χρήσης τύπου KUP1500R που είναι εγκατεστημένοι στον αναπτήρα Indira Gandhi (τύπου Alexey Kosygin), ο οποίος τέθηκε σε λειτουργία τον Οκτώβριο του 1985. Ήδη τον Φεβρουάριο του 1987 λόγω βλάβης αντικαταστάθηκαν εξοικονομητές και των δύο λεβήτων. Μετά από 3 χρόνια, βλάβες στα πηνία εμφανίζονται και σε αυτούς τους εξοικονομητές, που βρίσκονται σε περιοχές έως και 1-1,5 m από την πολλαπλή εισαγωγής. Η φύση της βλάβης υποδεικνύει (Εικ. 2, α, β) τυπική διάβρωση οξυγόνου ακολουθούμενη από αστοχία κόπωσης (εγκάρσιες ρωγμές).
Ωστόσο, η φύση της κόπωσης σε μεμονωμένες περιοχές είναι διαφορετική. Η εμφάνιση ρωγμής (και παλαιότερη ρωγμή του φιλμ οξειδίου) στην περιοχή της συγκόλλησης (βλ. Εικ. 2, α) είναι συνέπεια των εναλλασσόμενων τάσεων που προκαλούνται από τη δόνηση της δέσμης του σωλήνα και το χαρακτηριστικό σχεδιασμού του ένωση των πηνίων με την κεφαλή (το άκρο του πηνίου με διάμετρο 22x3 συγκολλάται σε ένα καμπύλο εξάρτημα με διάμετρο 22x2).
Η καταστροφή του φιλμ οξειδίου και ο σχηματισμός ρωγμών κόπωσης στην εσωτερική επιφάνεια των ευθύγραμμων τμημάτων των πηνίων, μακριά από την είσοδο κατά 700-1000 mm (βλ. Εικ. 2, β), οφείλονται σε εναλλασσόμενες θερμικές καταπονήσεις που εμφανίζονται κατά τη θέση σε λειτουργία του λέβητα, όταν εξυπηρετήθηκε η θερμή επιφάνεια κρύο νερό. Σε αυτή την περίπτωση, η δράση των θερμικών τάσεων ενισχύεται από το γεγονός ότι το πτερύγιο των πηνίων δυσκολεύει την ελεύθερη διαστολή του μετάλλου του σωλήνα, δημιουργώντας πρόσθετες τάσεις στο μέταλλο.
Διάβρωση υποπολτούσυνήθως παρατηρείται στους κύριους λέβητες σωλήνων νερού στις εσωτερικές επιφάνειες της οθόνης και στους σωλήνες ατμού των δεσμίδων εισροής που κοιτούν προς τον πυρσό. Η φύση της διάβρωσης υπό λάσπη είναι έλκη ωοειδούς σχήματος με μέγεθος κατά μήκος του κύριου άξονα ( παράλληλος άξοναςσωλήνες) έως 30-100 mm.
Υπάρχει ένα πυκνό στρώμα οξειδίων με τη μορφή "κελυφών" 3 στα έλκη (Εικ. 3). Η διάβρωση του υποπολώματος προχωρά παρουσία στερεών αποπολωτικών - οξειδίων σιδήρου και χαλκού 2, τα οποία εναποτίθενται στον σωλήνα με τη μεγαλύτερη θερμική καταπόνηση τομές σε σημεία ενεργών κέντρων διάβρωσης που συμβαίνουν κατά την καταστροφή μεμβρανών οξειδίου.
Ένα χαλαρό στρώμα αλάτων και προϊόντων διάβρωσης σχηματίζεται στην κορυφή.
Για τους βοηθητικούς λέβητες, αυτός ο τύπος διάβρωσης δεν είναι τυπικός, αλλά υπό υψηλά θερμικά φορτία και κατάλληλες λειτουργίες επεξεργασίας νερού, η εμφάνιση διάβρωσης υπό λάσπη σε αυτούς τους λέβητες δεν αποκλείεται.
Οι κάτοχοι του διπλώματος ευρεσιτεχνίας RU 2503747:
ΤΟΜΕΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ
ΟΥΣΙΑ: Η εφεύρεση σχετίζεται με τη μηχανική θερμικής ενέργειας και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την προστασία σωλήνων θέρμανσης λεβήτων ατμού και ζεστού νερού, εναλλάκτες θερμότητας, λεβητοστάσια, εξατμιστές, δίκτυα θέρμανσης, συστήματα θέρμανσης κτιρίων κατοικιών και βιομηχανικών εγκαταστάσεων από κλίμακα κατά την τρέχουσα λειτουργία.
ΥΠΟΒΑΘΡΟ ΤΗΣ ΕΦΕΥΡΕΣΗΣ
Η λειτουργία των ατμολεβήτων συνδέεται με την ταυτόχρονη κρούση υψηλές θερμοκρασίες, πίεση, μηχανικές καταπονήσεις και επιθετικό περιβάλλον, που είναι το νερό του λέβητα. Το νερό του λέβητα και το μέταλλο των επιφανειών θέρμανσης του λέβητα είναι ξεχωριστές φάσεις πολύπλοκο σύστημα, που σχηματίζεται κατά την επαφή τους. Το αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης αυτών των φάσεων είναι επιφανειακές διεργασίες που συμβαίνουν στη διεπαφή μεταξύ τους. Ως αποτέλεσμα, εμφανίζεται διάβρωση και σχηματισμός αλάτων στο μέταλλο των επιφανειών θέρμανσης, γεγονός που οδηγεί σε αλλαγή της δομής και των μηχανικών ιδιοτήτων του μετάλλου και συμβάλλει στην ανάπτυξη διαφόρων βλαβών. Δεδομένου ότι η θερμική αγωγιμότητα της κλίμακας είναι πενήντα φορές χαμηλότερη από αυτή του σιδήρου των σωλήνων θέρμανσης, υπάρχουν απώλειες θερμικής ενέργειας κατά τη μεταφορά θερμότητας - με πάχος κλίμακας 1 mm από 7 έως 12%, και με 3 mm - 25 %. Η σοβαρή απολέπιση σε ένα σύστημα συνεχούς λέβητα ατμού συχνά έχει ως αποτέλεσμα τη διακοπή της παραγωγής για αρκετές ημέρες το χρόνο για να αφαιρεθεί η απολέπιση.
Η ποιότητα του νερού τροφοδοσίας και επομένως του νερού του λέβητα καθορίζεται από την παρουσία ακαθαρσιών που μπορούν να προκαλέσουν διαφορετικά είδηδιάβρωση μετάλλων εσωτερικών θερμαντικών επιφανειών, σχηματισμός πρωτογενούς αλάτων σε αυτές, καθώς και λάσπη ως πηγή σχηματισμού δευτερογενών αλάτων. Επιπλέον, η ποιότητα του νερού του λέβητα εξαρτάται επίσης από τις ιδιότητες των ουσιών που σχηματίζονται ως αποτέλεσμα επιφανειακών φαινομένων κατά τη μεταφορά του νερού και του συμπυκνώματος μέσω αγωγών, σε διαδικασίες επεξεργασίας νερού. Η απομάκρυνση των ακαθαρσιών από το νερό τροφοδοσίας είναι ένας από τους τρόπους πρόληψης σχηματισμού αλάτων και διάβρωσης και πραγματοποιείται με μεθόδους προκαταρκτικής επεξεργασίας νερού (προ-λέβητα), οι οποίες στοχεύουν στη μεγιστοποίηση της απομάκρυνσης των ακαθαρσιών που υπάρχουν στο νερό της πηγής. . Ωστόσο, οι μέθοδοι που χρησιμοποιούνται δεν επιτρέπουν την πλήρη εξάλειψη της περιεκτικότητας σε ακαθαρσίες στο νερό, η οποία συνδέεται όχι μόνο με τεχνικές δυσκολίες, αλλά και οικονομική σκοπιμότηταεφαρμογή μεθόδων επεξεργασίας νερού προ-λέβητα. Επιπλέον, αφού η επεξεργασία του νερού είναι πολύπλοκη τεχνικό σύστημα, είναι περιττό για λέβητες μικρής και μεσαίας χωρητικότητας.
Οι γνωστές μέθοδοι για την απομάκρυνση των ήδη σχηματισμένων εναποθέσεων χρησιμοποιούν κυρίως μεθόδους μηχανικού και χημικού καθαρισμού. Το μειονέκτημα αυτών των μεθόδων είναι ότι δεν μπορούν να πραγματοποιηθούν κατά τη λειτουργία των λεβήτων. Επιπλέον, οι μέθοδοι χημικού καθαρισμού απαιτούν συχνά τη χρήση ακριβών χημικών ουσιών.
Υπάρχουν επίσης γνωστοί τρόποι αποτροπής σχηματισμού αλάτων και διάβρωσης, που πραγματοποιούνται κατά τη λειτουργία των λεβήτων.
Η ευρεσιτεχνία ΗΠΑ Νο. 1,877,389 προτείνει μια μέθοδο για την αφαίρεση αλάτων και την πρόληψη του σχηματισμού τους σε ζεστό νερό και λέβητες ατμού. Σε αυτή τη μέθοδο, η επιφάνεια του λέβητα είναι η κάθοδος και η άνοδος τοποθετείται μέσα στον αγωγό. Η μέθοδος συνίσταται στο πέρασμα μιας σταθεράς ή εναλλασσόμενο ρεύμαμέσω του συστήματος. Οι συγγραφείς σημειώνουν ότι ο μηχανισμός της μεθόδου είναι ότι κάτω από τη δράση ενός ηλεκτρικού ρεύματος, σχηματίζονται φυσαλίδες αερίου στην επιφάνεια του λέβητα, οι οποίες οδηγούν στην απολέπιση της υπάρχουσας κλίμακας και εμποδίζουν το σχηματισμό νέας. Το μειονέκτημα αυτής της μεθόδου είναι η ανάγκη να διατηρείται συνεχώς η ροή του ηλεκτρικού ρεύματος στο σύστημα.
Το Δίπλωμα Ευρεσιτεχνίας ΗΠΑ Νο. 5,667,677 προτείνει μια μέθοδο για την επεξεργασία ενός υγρού, ειδικότερα του νερού, σε έναν αγωγό προκειμένου να επιβραδυνθεί ο σχηματισμός αλάτων. Αυτή η μέθοδος βασίζεται στη δημιουργία ηλεκτρομαγνητικού πεδίου σε σωλήνες, το οποίο απωθεί τα ιόντα ασβεστίου και μαγνησίου που είναι διαλυμένα στο νερό από τα τοιχώματα των σωλήνων και του εξοπλισμού, εμποδίζοντάς τα να κρυσταλλωθούν με τη μορφή αλάτων, που καθιστά δυνατή τη λειτουργία λεβήτων, λεβήτων, θερμότητας. εναλλάκτες και συστήματα ψύξης σε σκληρό νερό. Το μειονέκτημα αυτής της μεθόδου είναι το υψηλό κόστος και η πολυπλοκότητα του χρησιμοποιούμενου εξοπλισμού.
Το WO 2004016833 προτείνει μια μέθοδο για τη μείωση του σχηματισμού αλάτων σε μια μεταλλική επιφάνεια εκτεθειμένη σε ένα υπερκορεσμένο αλκαλικό υδατικό διάλυμα που είναι ικανό να σχηματίζει άλατα μετά από μια περίοδο έκθεσης, που περιλαμβάνει την εφαρμογή καθοδικού δυναμικού στην εν λόγω επιφάνεια.
Αυτή η μέθοδος μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε διάφορες τεχνολογικές διεργασίες στις οποίες το μέταλλο έρχεται σε επαφή με ένα υδατικό διάλυμα, ιδίως σε εναλλάκτες θερμότητας. Το μειονέκτημα αυτής της μεθόδου είναι ότι δεν προστατεύει τη μεταλλική επιφάνεια από τη διάβρωση μετά την αφαίρεση του δυναμικού καθόδου.
Επομένως, υπάρχει σήμερα ανάγκη να αναπτυχθεί μια βελτιωμένη μέθοδος για την αποφυγή σχηματισμού αλάτων σε σωλήνες θέρμανσης, λέβητες ζεστού νερού και ατμού, η οποία είναι οικονομική και εξαιρετικά αποτελεσματική και παρέχει αντιδιαβρωτική προστασία της επιφάνειας για μεγάλο χρονικό διάστημα μετά έκθεση.
Στην παρούσα εφεύρεση, αυτό το πρόβλημα επιλύεται χρησιμοποιώντας μια μέθοδο σύμφωνα με την οποία δημιουργείται ένα ηλεκτρικό δυναμικό που μεταφέρει ρεύμα στη μεταλλική επιφάνεια, επαρκές για να εξουδετερώσει το ηλεκτροστατικό συστατικό της δύναμης προσκόλλησης κολλοειδών σωματιδίων και ιόντων στη μεταλλική επιφάνεια.
ΣΥΝΤΟΜΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΗΣ ΕΦΕΥΡΕΣΗΣ
Αντικείμενο της παρούσας εφεύρεσης είναι η παροχή μιας βελτιωμένης μεθόδου για την αποφυγή απολέπισης των σωλήνων θέρμανσης σε λέβητες ζεστού νερού και ατμού.
Ένα άλλο αντικείμενο της παρούσας εφεύρεσης είναι να παρέχει τη δυνατότητα εξάλειψης ή σημαντικής μείωσης της ανάγκης αφαλάτωσης κατά τη λειτουργία των λεβήτων ζεστού νερού και ατμού.
Ένας άλλος στόχος της παρούσας εφεύρεσης είναι να εξαλείψει την ανάγκη για χρήση αναλώσιμων αντιδραστηρίων για την πρόληψη του σχηματισμού αλάτων και της διάβρωσης των σωλήνων θέρμανσης των λεβήτων ζεστού νερού και ατμού.
Ένα άλλο ακόμη αντικείμενο της παρούσας εφεύρεσης είναι να επιτρέψει την έναρξη εργασιών για την αποφυγή απολέπισης και διάβρωσης των σωλήνων θέρμανσης του λέβητα ζεστού νερού και ατμού σε μολυσμένους σωλήνες λέβητα.
Η παρούσα εφεύρεση αναφέρεται σε μια μέθοδο για την πρόληψη του σχηματισμού αλάτων και της διάβρωσης σε μια μεταλλική επιφάνεια κατασκευασμένη από ένα κράμα που περιέχει σίδηρο σε επαφή με ένα περιβάλλον νερού-ατμού από το οποίο μπορεί να σχηματιστεί άλατα. Η εν λόγω μέθοδος συνίσταται στην εφαρμογή στην εν λόγω μεταλλική επιφάνεια ενός ηλεκτρικού δυναμικού που φέρει ρεύμα επαρκούς για να εξουδετερώσει την ηλεκτροστατική συνιστώσα της δύναμης προσκόλλησης κολλοειδών σωματιδίων και ιόντων στη μεταλλική επιφάνεια.
Σύμφωνα με ορισμένες συγκεκριμένες πραγματοποιήσεις της αξιούμενης μεθόδου, το δυναμικό μεταφοράς ρεύματος ρυθμίζεται στην περιοχή από 61-150 V. Σύμφωνα με ορισμένες συγκεκριμένες πραγματοποιήσεις της αξιούμενης μεθόδου, το παραπάνω κράμα που περιέχει σίδηρο είναι χάλυβας. Σε ορισμένες εφαρμογές, η μεταλλική επιφάνεια είναι η εσωτερική επιφάνεια των σωλήνων θέρμανσης ενός λέβητα ζεστού νερού ή ατμού.
Αποκαλύπτεται σε αυτή την περιγραφή, η μέθοδος έχει τα ακόλουθα πλεονεκτήματα. Ένα πλεονέκτημα της μεθόδου είναι ο σχηματισμός μειωμένης κλίμακας. Ένα άλλο πλεονέκτημα της παρούσας εφεύρεσης είναι η δυνατότητα χρήσης μιας λειτουργικής ηλεκτροφυσικής συσκευής χωρίς την ανάγκη για αναλώσιμα συνθετικά αντιδραστήρια. Ένα άλλο πλεονέκτημα είναι η δυνατότητα έναρξης εργασιών σε μολυσμένους σωλήνες λέβητα.
Το τεχνικό αποτέλεσμα της παρούσας εφεύρεσης, επομένως, είναι η αύξηση της απόδοσης των λεβήτων ζεστού νερού και ατμού, η αύξηση της παραγωγικότητας, η αύξηση της απόδοσης μεταφοράς θερμότητας, η μείωση της κατανάλωσης καυσίμου για τη θέρμανση του λέβητα, η εξοικονόμηση ενέργειας κ.λπ.
Άλλα τεχνικά αποτελέσματα και πλεονεκτήματα της παρούσας εφεύρεσης περιλαμβάνουν τη δυνατότητα καταστροφής στρώσης προς στρώση και αφαίρεσης των ήδη σχηματισμένων αλάτων, καθώς και την πρόληψη του νέου σχηματισμού της.
ΣΥΝΤΟΜΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΩΝ ΖΩΓΡΑΦΙΩΝ
Το Σχήμα 1 δείχνει την κατανομή των εναποθέσεων στις εσωτερικές επιφάνειες του λέβητα ως αποτέλεσμα της εφαρμογής της μεθόδου σύμφωνα με την παρούσα εφεύρεση.
ΛΕΠΤΟΜΕΡΗΣ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΗΣ ΕΦΕΥΡΕΣΗΣ
Η μέθοδος σύμφωνα με την παρούσα εφεύρεση συνίσταται στην εφαρμογή σε μια μεταλλική επιφάνεια που υπόκειται σε σχηματισμό αλάτων ενός αγώγιμου ηλεκτρικού δυναμικού επαρκούς για την εξουδετέρωση της ηλεκτροστατικής συνιστώσας της δύναμης προσκόλλησης των κολλοειδών σωματιδίων και των ιόντων σχηματισμού αλάτων στη μεταλλική επιφάνεια.
Ο όρος "αγώγιμο ηλεκτρικό δυναμικό" με την έννοια που χρησιμοποιείται σε αυτήν την εφαρμογή σημαίνει ένα εναλλασσόμενο δυναμικό που εξουδετερώνει το ηλεκτρικό διπλό στρώμα στη διεπιφάνεια μεταξύ του μετάλλου και του μέσου νερού-ατμού που περιέχει άλατα που οδηγούν στο σχηματισμό αλάτων.
Όπως είναι γνωστό σε ένα άτομο έμπειρο στην τέχνη, οι φορείς ηλεκτρικού φορτίου σε ένα μέταλλο, οι οποίοι είναι αργοί σε σύγκριση με τους κύριους φορείς φορτίου - ηλεκτρόνια, είναι εξαρθρώσεις της κρυσταλλικής δομής του, που φέρουν ηλεκτρικό φορτίο και σχηματίζουν ρεύματα εξάρθρωσης. Ερχόμενοι στην επιφάνεια των σωλήνων θέρμανσης του λέβητα, αυτά τα ρεύματα αποτελούν μέρος του διπλού ηλεκτρικού στρώματος κατά το σχηματισμό αλάτων. Το ρεύμα μεταφοράς, ηλεκτρικό, παλλόμενο (δηλαδή εναλλασσόμενο) δυναμικό εκκινεί την απομάκρυνση του ηλεκτρικού φορτίου των εξαρθρώσεων από τη μεταλλική επιφάνεια στο έδαφος. Από αυτή την άποψη, είναι ένα ρεύμα εξάρθρωσης που φέρει ρεύμα. Ως αποτέλεσμα αυτού του αγώγιμου ηλεκτρικού δυναμικού, το ηλεκτρικό διπλό στρώμα καταστρέφεται και η κλίμακα σταδιακά αποσυντίθεται και περνά στο νερό του λέβητα με τη μορφή λάσπης, η οποία αφαιρείται από τον λέβητα κατά τις περιοδικές εκρήξεις.
Έτσι, ο όρος "δυναμικό αφαίρεσης ρεύματος" είναι κατανοητός σε έναν ειδικό σε αυτόν τον τομέα της τεχνολογίας και, επιπλέον, είναι γνωστός από την προηγούμενη τεχνική (βλ., για παράδειγμα, δίπλωμα ευρεσιτεχνίας RU 2128804 C1).
Η συσκευή που περιγράφεται στο RU 2100492 C1, η οποία περιλαμβάνει έναν μετατροπέα με έναν μετατροπέα συχνότητας και έναν ελεγκτή παλμικού δυναμικού, καθώς και έναν ελεγκτή σχήματος παλμού, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως συσκευή για τη δημιουργία ενός ηλεκτρικού δυναμικού που μεταφέρει ρεύμα, για παράδειγμα. Λεπτομερής περιγραφή αυτής της συσκευής δίνεται στο RU 2100492 C1. Οποιαδήποτε άλλη παρόμοια συσκευή μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί, όπως θα γίνει κατανοητό από ένα άτομο έμπειρο στην τέχνη.
Το αγώγιμο ηλεκτρικό δυναμικό σύμφωνα με την παρούσα εφεύρεση μπορεί να εφαρμοστεί σε οποιοδήποτε μέρος της μεταλλικής επιφάνειας απομακρυσμένο από τη βάση του λέβητα. Ο τόπος εφαρμογής καθορίζεται από την ευκολία και/ή την αποτελεσματικότητα της εφαρμογής της διεκδικούμενης μεθόδου. Κάποιος έμπειρος στην τέχνη, χρησιμοποιώντας τις πληροφορίες που αποκαλύπτονται εδώ και χρησιμοποιώντας τυπικές διαδικασίες δοκιμής, θα είναι σε θέση να προσδιορίσει τη βέλτιστη θέση για την εφαρμογή του ηλεκτρικού δυναμικού που διαχέει το ρεύμα.
Σε ορισμένες πραγματοποιήσεις της παρούσας εφεύρεσης, το αγώγιμο ηλεκτρικό δυναμικό είναι μεταβλητό.
Το αγώγιμο ηλεκτρικό δυναμικό σύμφωνα με την παρούσα εφεύρεση μπορεί να εφαρμοστεί για διάφορες χρονικές περιόδους. Ο πιθανός χρόνος εφαρμογής καθορίζεται από τη φύση και τον βαθμό μόλυνσης της μεταλλικής επιφάνειας, τη σύνθεση του νερού που χρησιμοποιείται, καθεστώς θερμοκρασίαςκαι χαρακτηριστικά της λειτουργίας της συσκευής θερμικής μηχανικής και άλλοι παράγοντες που είναι γνωστοί στους ειδικούς σε αυτόν τον τομέα της τεχνολογίας. Ένα άτομο έμπειρο στην τέχνη, χρησιμοποιώντας τις πληροφορίες που αποκαλύπτονται σε αυτή την περιγραφή και χρησιμοποιώντας τυπικές μεθόδους δοκιμής, θα είναι σε θέση να προσδιορίσει τον βέλτιστο χρόνο για την εφαρμογή ενός ηλεκτρικού δυναμικού αγωγιμότητας ρεύματος, με βάση τους στόχους, τις συνθήκες και την κατάσταση της θερμικής συσκευής.
Η τιμή του δυναμικού μεταφοράς ρεύματος που απαιτείται για την εξουδετέρωση της ηλεκτροστατικής συνιστώσας της δύναμης πρόσφυσης μπορεί να προσδιοριστεί από έναν ειδικό στον τομέα της χημείας των κολλοειδών με βάση πληροφορίες γνωστές από την προηγούμενη τεχνική, για παράδειγμα, από το βιβλίο Deryagin BV, Churaev NV, Muller VM "Surface Forces", Moscow, "Nauka", 1985. Σύμφωνα με ορισμένες υλοποιήσεις, η τιμή του ηλεκτρικού δυναμικού που μεταφέρει ρεύμα είναι στην περιοχή από 10 V έως 200 V, κατά μεγαλύτερη προτίμηση από 60 V έως 150 V, ακόμη προτιμότερα από 61 V έως 150 V. Οι τιμές του ηλεκτρικού δυναμικού που μεταφέρει ρεύμα στην περιοχή από 61 V έως 150 V οδηγούν στην εκκένωση του ηλεκτρικού διπλού στρώματος, το οποίο είναι η βάση της ηλεκτροστατικής συνιστώσας των δυνάμεων πρόσφυσης στο η ζυγαριά και, κατά συνέπεια, στην καταστροφή της ζυγαριάς. Οι τιμές δυναμικού αφαίρεσης ρεύματος κάτω από 61 V είναι ανεπαρκείς για την καταστροφή της κλίμακας και σε τιμές δυναμικού αφαίρεσης ρεύματος πάνω από 150 V, είναι πιθανό να ξεκινήσει ανεπιθύμητη ηλεκτροδιαβρωτική καταστροφή του μετάλλου των σωλήνων θέρμανσης.
Η μεταλλική επιφάνεια στην οποία μπορεί να εφαρμοστεί η μέθοδος σύμφωνα με την παρούσα εφεύρεση μπορεί να είναι μέρος των ακόλουθων συσκευών θερμικής μηχανικής: σωλήνες θέρμανσης λεβήτων ατμού και ζεστού νερού, εναλλάκτες θερμότητας, εγκαταστάσεις λεβήτων, εξατμιστές, δίκτυα θέρμανσης, συστήματα θέρμανσης για κτίρια κατοικιών και βιομηχανικές εγκαταστάσεις κατά την τρέχουσα λειτουργία. Αυτή η λίστα είναι ενδεικτική και δεν περιορίζει τη λίστα των συσκευών στις οποίες μπορεί να εφαρμοστεί η μέθοδος της παρούσας εφεύρεσης.
Σε ορισμένες πραγματοποιήσεις, το κράμα που περιέχει σίδηρο από το οποίο η μεταλλική επιφάνεια στην οποία μπορεί να εφαρμοστεί η μέθοδος της παρούσας εφεύρεσης μπορεί να είναι χάλυβας ή άλλο υλικό που περιέχει σίδηρο όπως χυτοσίδηρος, kovar, fechral, χάλυβας μετασχηματισμού, alsifer, magnico, alnico, χάλυβας χρωμίου, invar, κ.λπ. Αυτή η λίστα είναι ενδεικτική και δεν περιορίζει τον κατάλογο των κραμάτων σιδήρου στα οποία μπορεί να εφαρμοστεί η μέθοδος της παρούσας εφεύρεσης. Ένα άτομο έμπειρο στην τέχνη, με βάση τις γνώσεις που είναι γνωστές από την προηγούμενη τεχνική, θα είναι σε θέση να κάνει τέτοια κράματα που περιέχουν σίδηρο που μπορούν να χρησιμοποιηθούν σύμφωνα με την παρούσα εφεύρεση.
Το υδατικό μέσο από το οποίο μπορεί να σχηματιστεί άλατα, σύμφωνα με ορισμένες πραγματοποιήσεις της παρούσας εφεύρεσης, είναι το νερό της βρύσης. Το υδατικό μέσο μπορεί επίσης να είναι νερό που περιέχει διαλυμένες μεταλλικές ενώσεις. Οι ενώσεις διαλυμένων μετάλλων μπορεί να είναι ενώσεις σιδήρου και/ή μετάλλων αλκαλικής γαίας. Το υδατικό μέσο μπορεί επίσης να είναι ένα υδατικό εναιώρημα κολλοειδών σωματιδίων ενώσεων σιδήρου και/ή μετάλλων αλκαλικής γαίας.
Η μέθοδος σύμφωνα με την παρούσα εφεύρεση αφαιρεί προηγουμένως σχηματισμένες εναποθέσεις και χρησιμεύει ως μέσο καθαρισμού των εσωτερικών επιφανειών κατά τη λειτουργία μιας συσκευής θέρμανσης, χωρίς αντιδραστήρια, διασφαλίζοντας περαιτέρω τη λειτουργία της χωρίς άλατα. Ταυτόχρονα, το μέγεθος της ζώνης εντός της οποίας επιτυγχάνεται η πρόληψη σχηματισμού αλάτων και διάβρωσης υπερβαίνει σημαντικά το μέγεθος της ζώνης αποτελεσματικής καταστροφής αλάτων.
Η μέθοδος σύμφωνα με την παρούσα εφεύρεση έχει τα ακόλουθα πλεονεκτήματα:
Δεν απαιτεί τη χρήση αντιδραστηρίων, π.χ. φιλικό προς το περιβάλλον;
Εύκολο στην εφαρμογή, δεν απαιτεί ειδικές συσκευές.
Σας επιτρέπει να αυξήσετε τον συντελεστή μεταφοράς θερμότητας και να αυξήσετε την απόδοση των λεβήτων, γεγονός που επηρεάζει σημαντικά οικονομικούς δείκτεςοι δουλειές του;
Μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως προσθήκη στις εφαρμοζόμενες μεθόδους επεξεργασίας νερού πριν από τον λέβητα ή ξεχωριστά.
Σας επιτρέπει να εγκαταλείψετε τις διαδικασίες αποσκλήρυνσης και απαέρωσης του νερού, γεγονός που απλοποιεί σημαντικά το τεχνολογικό σχέδιο των λεβητοστασίων και καθιστά δυνατή τη σημαντική μείωση του κόστους κατά την κατασκευή και τη λειτουργία.
Πιθανά αντικείμενα μεθόδου μπορεί να είναι λέβητες ζεστού νερού, λέβητες απορριμμάτων θερμότητας, κλειστά συστήματα παροχής θερμότητας, μονάδες θερμικής αφαλάτωσης θαλασσινό νερό, ατμογεννήτριες κ.λπ.
Η απουσία ζημιών από διάβρωση, ο σχηματισμός αλάτων στις εσωτερικές επιφάνειες ανοίγει τη δυνατότητα για την ανάπτυξη θεμελιωδώς νέων λύσεων σχεδιασμού και διάταξης για ατμολέβητες μικρής και μεσαίας ισχύος. Αυτό θα επιτρέψει, λόγω της εντατικοποίησης των θερμικών διεργασιών, να επιτευχθεί σημαντική μείωση της μάζας και των διαστάσεων των ατμολεβήτων. Για τη διασφάλιση του καθορισμένου επιπέδου θερμοκρασίας των επιφανειών θέρμανσης και, κατά συνέπεια, τη μείωση της κατανάλωσης καυσίμου, του όγκου των καυσαερίων και τη μείωση των εκπομπών τους στην ατμόσφαιρα.
ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ
Η μέθοδος που αξιώνεται στην παρούσα εφεύρεση δοκιμάστηκε στις εγκαταστάσεις λεβήτων "Admiralty Shipyards" και "Red Chemist". Έχει αποδειχθεί ότι η μέθοδος σύμφωνα με την παρούσα εφεύρεση καθαρίζει αποτελεσματικά τις εσωτερικές επιφάνειες των λεβήτων από εναποθέσεις. Κατά τη διάρκεια αυτών των εργασιών, επιτεύχθηκε ισοδύναμη εξοικονόμηση καυσίμου 3-10%, ενώ η εξάπλωση των τιμών εξοικονόμησης σχετίζεται με διάφορους βαθμούς μόλυνσης των εσωτερικών επιφανειών των λεβήτων. Ο στόχος της εργασίας ήταν να αξιολογηθεί η αποτελεσματικότητα της διεκδικούμενης μεθόδου για τη διασφάλιση μιας λειτουργίας χωρίς αντιδραστήρια, χωρίς άλατα λεβήτων ατμού μεσαίου μεγέθους σε συνθήκες υψηλής ποιότητας επεξεργασίας νερού, συμμόρφωσης με το υδατοχημικό καθεστώς και υψηλή επαγγελματικό επίπεδο λειτουργίας εξοπλισμού.
Η δοκιμή της μεθόδου που αξιώνεται στην παρούσα εφεύρεση πραγματοποιήθηκε στη μονάδα ατμολέβητα Νο. 3 DKVr 20/13 του 4ου λεβητοστασίου Krasnoselskaya του νοτιοδυτικού κλάδου της Κρατικής Ενιαίας Επιχείρησης "TEK SPb". Η λειτουργία της μονάδας λέβητα πραγματοποιήθηκε αυστηρά σύμφωνα με τις απαιτήσεις κανονιστικά έγγραφα. Ο λέβητας είναι εξοπλισμένος με όλα τα απαραίτητα μέσα παρακολούθησης των παραμέτρων λειτουργίας του (πίεση και ρυθμός ροής παραγόμενου ατμού, θερμοκρασία και ρυθμός ροής του νερού τροφοδοσίας, πίεση αέρα εκτόξευσης και καυσίμου στους καυστήρες, κενό στα κύρια τμήματα της διαδρομής αερίου της μονάδας λέβητα). Η χωρητικότητα ατμού του λέβητα διατηρήθηκε στους 18 t/h, η πίεση ατμού στο τύμπανο του λέβητα ήταν 8,1...8,3 kg/cm 2 . Ο εξοικονομητής λειτούργησε στη λειτουργία θέρμανσης. Το νερό πηγής ήταν η παροχή νερού της πόλης, η οποία πληρούσε τις απαιτήσεις του GOST 2874-82 "Πόσιμο νερό". Θα πρέπει να σημειωθεί ότι η ποσότητα των ενώσεων σιδήρου στην είσοδο στο καθορισμένο λεβητοστάσιο, κατά κανόνα, υπερβαίνει ρυθμιστικές απαιτήσεις(0,3 mg/l) και είναι 0,3-0,5 mg/l, γεγονός που οδηγεί σε εντατική υπερανάπτυξη των εσωτερικών επιφανειών με αδενικές ενώσεις.
Η αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας της μεθόδου πραγματοποιήθηκε σύμφωνα με την κατάσταση των εσωτερικών επιφανειών του λέβητα.
Αξιολόγηση της επίδρασης της μεθόδου σύμφωνα με την παρούσα εφεύρεση στην κατάσταση των εσωτερικών θερμαντικών επιφανειών της μονάδας λέβητα.
Πριν από την έναρξη των δοκιμών, πραγματοποιήθηκε εσωτερική επιθεώρηση της μονάδας του λέβητα και καταγράφηκε η αρχική κατάσταση των εσωτερικών επιφανειών. Στην αρχή έγινε ο προκαταρκτικός έλεγχος του λέβητα περίοδο θέρμανσης, ένα μήνα μετά τον χημικό καθαρισμό του. Ως αποτέλεσμα της επιθεώρησης, αποκαλύφθηκε: στην επιφάνεια των τυμπάνων υπάρχουν στερεά σκούρα καφέ ιζήματα με παραμαγνητικές ιδιότητες και, κατά πάσα πιθανότητα, αποτελούμενα από οξείδια σιδήρου. Το πάχος των αποθέσεων ήταν μέχρι 0,4 mm οπτικά. Στο ορατό τμήμα των σωλήνων του λέβητα, κυρίως στην πλευρά που βλέπει προς τον κλίβανο, εντοπίστηκαν μη συνεχείς στερεές επικαθίσεις (έως πέντε κηλίδες ανά 100 mm του μήκους του σωλήνα με μέγεθος 2 έως 15 mm και πάχος έως 0,5 mm οπτικά).
Μια συσκευή για τη δημιουργία δυναμικού μεταφοράς ρεύματος, που περιγράφεται στο RU 2100492 C1, συνδέθηκε στο σημείο (1) στην καταπακτή (2) του άνω τυμπάνου με πίσω πλευράλέβητα (βλ. Εικ. 1). Το ηλεκτρικό δυναμικό μεταφοράς ρεύματος ήταν ίσο με 100 V. Το ηλεκτρικό δυναμικό μεταφοράς ρεύματος διατηρήθηκε συνεχώς για 1,5 μήνα. Στο τέλος αυτής της περιόδου, η μονάδα λέβητα άνοιξε. Ως αποτέλεσμα εσωτερικής επιθεώρησης του λέβητα, διαπιστώθηκε ότι δεν υπήρχαν σχεδόν καθόλου εναποθέσεις (όχι περισσότερο από 0,1 mm οπτικά) στην επιφάνεια (3) των άνω και κάτω τυμπάνων σε απόσταση 2-2,5 μέτρων (ζώνη (4) ) από τις καταπακτές των τυμπάνων (σημεία σύνδεσης της συσκευής για τη δημιουργία δυναμικού μεταφοράς ρεύματος (1)). Σε απόσταση 2,5-3,0 m (ζώνη (5)) από τις καταπακτές σώζονται αποθέσεις (6) με τη μορφή μεμονωμένων φυματιών (κηλίδων) πάχους έως 0,3 mm (βλ. Εικ. 1). Περαιτέρω, καθώς κινείστε προς τα εμπρός, (σε απόσταση 3,0-3,5 m από τις καταπακτές), αρχίζουν οπτικά συνεχείς εναποθέσεις (7) έως 0,4 mm, δηλ. Σε αυτή την απόσταση από το σημείο σύνδεσης της συσκευής, το αποτέλεσμα της μεθόδου καθαρισμού σύμφωνα με την παρούσα εφεύρεση πρακτικά δεν εκδηλώθηκε. Το ηλεκτρικό δυναμικό μεταφοράς ρεύματος ήταν ίσο με 100 V. Το ηλεκτρικό δυναμικό μεταφοράς ρεύματος διατηρήθηκε συνεχώς για 1,5 μήνα. Στο τέλος αυτής της περιόδου, η μονάδα λέβητα άνοιξε. Ως αποτέλεσμα εσωτερικής επιθεώρησης του λέβητα, διαπιστώθηκε ότι δεν υπήρχαν σχεδόν καθόλου εναποθέσεις (όχι περισσότερο από 0,1 mm οπτικά) στην επιφάνεια των άνω και κάτω τυμπάνων σε απόσταση 2-2,5 μέτρων από τις καταπακτές των τυμπάνων (το σημείο σύνδεσης της συσκευής για τη δημιουργία δυναμικού εκφόρτισης ρεύματος). Σε απόσταση 2,5-3,0 m από τις καταπακτές, οι αποθέσεις διατηρήθηκαν με τη μορφή μεμονωμένων φυματιών (κηλίδων) πάχους έως 0,3 mm (βλ. Εικ.1). Περαιτέρω, καθώς κινείστε προς τα εμπρός (σε απόσταση 3,0-3,5 m από τις καταπακτές), αρχίζουν οπτικά συνεχείς εναποθέσεις έως 0,4 mm, δηλ. Σε αυτή την απόσταση από το σημείο σύνδεσης της συσκευής, το αποτέλεσμα της μεθόδου καθαρισμού σύμφωνα με την παρούσα εφεύρεση πρακτικά δεν εκδηλώθηκε.
Στο ορατό τμήμα των σωλήνων του λέβητα, σε απόσταση 3,5-4,0 m από τις καταπακτές των τυμπάνων, υπήρχε σχεδόν παντελής απουσία επικαθήσεων. Περαιτέρω, καθώς προχωράμε προς τα εμπρός, εντοπίστηκαν μη συνεχείς στερεές αποθέσεις (έως πέντε κηλίδες ανά 100 γραμμικά mm με μέγεθος 2 έως 15 mm και πάχος έως 0,5 mm οπτικά).
Ως αποτέλεσμα αυτού του σταδίου δοκιμής, συνήχθη το συμπέρασμα ότι η μέθοδος σύμφωνα με την παρούσα εφεύρεση, χωρίς τη χρήση οποιωνδήποτε αντιδραστηρίων, καταστρέφει αποτελεσματικά τις προηγουμένως σχηματισμένες αποθέσεις και παρέχει μια λειτουργία χωρίς άλατα του λέβητα.
Στο επόμενο στάδιο της δοκιμής, μια συσκευή για τη δημιουργία δυναμικού μεταφοράς ρεύματος συνδέθηκε στο σημείο "Β" και οι δοκιμές συνεχίστηκαν για άλλες 30-45 ημέρες.
Το επόμενο άνοιγμα της μονάδας του λέβητα έγινε μετά από 3,5 μήνες συνεχούς λειτουργίας της συσκευής.
Η επιθεώρηση της μονάδας του λέβητα έδειξε ότι οι προηγούμενες αποθέσεις καταστράφηκαν εντελώς και μόνο μια μικρή ποσότητα παρέμεινε στα κάτω τμήματα των σωλήνων του λέβητα.
Αυτό οδήγησε στα ακόλουθα συμπεράσματα:
Το μέγεθος της ζώνης εντός της οποίας διασφαλίζεται η λειτουργία χωρίς άλατα της μονάδας λέβητα υπερβαίνει σημαντικά το μέγεθος της ζώνης αποτελεσματικής καταστροφής των εναποθέσεων, γεγονός που επιτρέπει τη μεταγενέστερη μεταφορά του σημείου σύνδεσης του δυναμικού αφαίρεσης ρεύματος για τον καθαρισμό ολόκληρου του εσωτερικού επιφάνεια της μονάδας λέβητα και να διατηρήσει περαιτέρω τον τρόπο λειτουργίας της χωρίς άλατα.
Η καταστροφή των προηγουμένως σχηματισμένων κοιτασμάτων και η αποτροπή του σχηματισμού νέων παρέχεται από διαδικασίες ποικίλης φύσης.
Με βάση τα αποτελέσματα της επιθεώρησης, αποφασίστηκε να συνεχιστούν οι δοκιμές μέχρι το τέλος της περιόδου θέρμανσης, προκειμένου να καθαριστούν τελικά τα τύμπανα και οι σωλήνες του λέβητα και να προσδιοριστεί η αξιοπιστία της διασφάλισης της λειτουργίας του λέβητα χωρίς άλατα. Το επόμενο άνοιγμα της μονάδας του λέβητα πραγματοποιήθηκε μετά από 210 ημέρες.
Τα αποτελέσματα της εσωτερικής επιθεώρησης του λέβητα έδειξαν ότι η διαδικασία καθαρισμού των εσωτερικών επιφανειών του λέβητα εντός των άνω και κάτω τυμπάνων και των σωλήνων του λέβητα ολοκληρώθηκε με σχεδόν πλήρη απομάκρυνση των ιζημάτων. Σε όλη την επιφάνεια του μετάλλου σχηματίστηκε μια λεπτή πυκνή επίστρωση, η οποία είχε μαύρο χρώμα με μπλε απόχρωση, το πάχος της οποίας ακόμη και σε υγρή κατάσταση (σχεδόν αμέσως μετά το άνοιγμα του λέβητα) δεν ξεπερνούσε οπτικά τα 0,1 mm.
Ταυτόχρονα, επιβεβαιώθηκε η αξιοπιστία της διασφάλισης της λειτουργίας χωρίς άλατα της μονάδας λέβητα κατά τη χρήση της μεθόδου της παρούσας εφεύρεσης.
Η προστατευτική δράση της μεμβράνης μαγνητίτη παρέμεινε έως και 2 μήνες μετά την αποσύνδεση της συσκευής, κάτι που αρκεί για να εξασφαλίσει την ξηρή διατήρηση της μονάδας του λέβητα κατά τη μεταφορά της σε ρεζέρβα ή για επισκευές.
Αν και η παρούσα εφεύρεση έχει περιγραφεί σε σχέση με διάφορα συγκεκριμένα παραδείγματα και πραγματοποιήσεις της εφεύρεσης, θα πρέπει να γίνει κατανοητό ότι αυτή η εφεύρεση δεν περιορίζεται σε αυτά και ότι μπορεί να εφαρμοστεί εντός του σκοπού των ακόλουθων αξιώσεων.
1. Μια μέθοδος για την αποφυγή σχηματισμού αλάτων σε μεταλλική επιφάνεια κατασκευασμένη από κράμα που περιέχει σίδηρο και σε επαφή με μέσο ατμού-νερού από το οποίο μπορεί να σχηματιστεί άλατα, συμπεριλαμβανομένης της εφαρμογής ηλεκτρικού δυναμικού που μεταφέρει ρεύμα στην περιοχή από 61 V έως 150 V στην καθορισμένη μεταλλική επιφάνεια για να εξουδετερωθεί η ηλεκτροστατική συνιστώσα της δύναμης πρόσφυσης μεταξύ της εν λόγω μεταλλικής επιφάνειας και των κολλοειδών σωματιδίων και των ιόντων σχηματισμού αλάτων.
ΟΥΣΙΑ: Η εφεύρεση σχετίζεται με τη μηχανική θερμικής ενέργειας και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την προστασία σωλήνων θέρμανσης λεβήτων ατμού και ζεστού νερού, εναλλάκτες θερμότητας, λεβητοστάσια, εξατμιστές, δίκτυα θέρμανσης, συστήματα θέρμανσης κτιρίων κατοικιών και βιομηχανικών εγκαταστάσεων από άλατα και διάβρωση κατά τη λειτουργία. Μια μέθοδος για την πρόληψη του σχηματισμού αλάτων σε μια μεταλλική επιφάνεια κατασκευασμένη από κράμα που περιέχει σίδηρο και σε επαφή με μέσο ατμού-νερού από το οποίο μπορεί να σχηματιστεί άλατα περιλαμβάνει την εφαρμογή ηλεκτρικού δυναμικού που μεταφέρει ρεύμα στην περιοχή από 61 V έως 150 V στην καθορισμένη μεταλλική επιφάνεια για εξουδετέρωση της ηλεκτροστατικής συνιστώσας της δύναμης πρόσφυσης μεταξύ της καθορισμένης μεταλλικής επιφάνειας και των κολλοειδών σωματιδίων και των ιόντων σχηματισμού αλάτων. Το τεχνικό αποτέλεσμα είναι η αύξηση της απόδοσης και της παραγωγικότητας των λεβήτων ζεστού νερού και ατμού, η αύξηση της απόδοσης της μεταφοράς θερμότητας, η διασφάλιση της καταστροφής και της αφαίρεσης της διαμορφωμένης κλίμακας στρώμα προς στρώμα, καθώς και η πρόληψη του νέου σχηματισμού της. 2 w.p. f-ly, 1 pr., 1 ill.
Ατυχήματα ατμολέβητα που σχετίζονται με παραβίαση υδατικό καθεστώς, διάβρωση και διάβρωση μετάλλου
Το κανονικό καθεστώς νερού είναι ένα από βασικές προϋποθέσειςαξιοπιστία και αποτελεσματικότητα λειτουργίας του λέβητα. Η χρήση νερού με αυξημένη σκληρότητα για την τροφοδοσία λεβήτων συνεπάγεται σχηματισμό αλάτων, υπερβολική κατανάλωση καυσίμου και αύξηση του κόστους επισκευής και καθαρισμού των λεβήτων. Είναι γνωστό ότι ο σχηματισμός αλάτων μπορεί να οδηγήσει σε ατύχημα σε λέβητα ατμού λόγω καύσης των επιφανειών θέρμανσης. Επομένως, το σωστό καθεστώς νερού στο λεβητοστάσιο θα πρέπει να θεωρείται όχι μόνο από την άποψη της αύξησης της απόδοσης της μονάδας λέβητα, αλλά και ως το πιο σημαντικό προληπτικό μέτρο για την καταπολέμηση των ατυχημάτων.
Επί του παρόντος, τα λεβητοστάσια των βιομηχανικών επιχειρήσεων είναι εξοπλισμένα με συσκευές επεξεργασίας νερού, επομένως οι συνθήκες λειτουργίας τους έχουν βελτιωθεί και ο αριθμός των ατυχημάτων που προκαλούνται από σχηματισμό αλάτων και διάβρωση έχει μειωθεί σημαντικά.
Ωστόσο, σε ορισμένες επιχειρήσεις, η διοίκηση, έχοντας επισήμως εκπληρώσει την απαίτηση των Κανόνων για την Εποπτεία Λέβητα για τον εξοπλισμό των λεβήτων με εγκαταστάσεις επεξεργασίας νερού, δεν διασφαλίζει κανονικές συνθήκες λειτουργίας για αυτές τις εγκαταστάσεις, δεν ελέγχει την ποιότητα του νερού τροφοδοσίας και την κατάσταση του επιφάνειες θέρμανσης λέβητα, επιτρέποντας στους λέβητες να μολύνονται με άλατα και λάσπη. Ακολουθούν μερικά παραδείγματα αστοχιών λέβητα για αυτούς τους λόγους.
1. Στο λεβητοστάσιο του εργοστασίου προκατασκευασμένων κατασκευών από οπλισμένο σκυρόδεμα, λόγω παραβιάσεων του καθεστώτος νερού στο λέβητα DKVR-6, 5-13, έσπασαν τρεις σωλήνες σήτας, παραμορφώθηκαν ορισμένοι σωλήνες σήτας και σχηματίστηκαν εξογκώματα στο πολλούς σωλήνες.
Το λεβητοστάσιο διαθέτει εναλλάκτη κατιόντων νατρίου και απαερωτή δύο σταδίων, αλλά δεν έχει δοθεί η δέουσα προσοχή στην κανονική λειτουργία του εξοπλισμού επεξεργασίας νερού. Η αναγέννηση των φίλτρων κατιονίτη δεν πραγματοποιήθηκε στο ορίζεται από την οδηγίασπάνια ελέγχονταν οι προθεσμίες, η ποιότητα της τροφοδοσίας και του νερού του λέβητα, δεν τηρήθηκαν οι προθεσμίες για περιοδική διακοπή λειτουργίας του λέβητα. Το νερό στον απαερωτή δεν θερμάνθηκε στην απαιτούμενη θερμοκρασία και, ως εκ τούτου, στην πραγματικότητα δεν έλαβε χώρα αποοξυγόνωση του νερού.
Διαπιστώθηκε επίσης ότι ο λέβητας παρεχόταν συχνά ακατέργαστο νερό, ενώ δεν συμμορφωνόταν με τις απαιτήσεις των «Κανόνων Σχεδιασμού και Ασφαλούς Λειτουργίας Λέβητες Ατμού και Ζεστού Νερού», σύμφωνα με τους οποίους τα στοιχεία διακοπής στο ακατέργαστο νερό γραμμή πρέπει να σφραγίζεται στην κλειστή θέση, και κάθε περίπτωση παροχής ακατέργαστο νερόπρέπει να καταγράφονται στο αρχείο καταγραφής επεξεργασίας νερού. Από μεμονωμένες καταχωρίσεις στο ημερολόγιο επεξεργασίας νερού, μπορεί να φανεί ότι η σκληρότητα του νερού τροφοδοσίας έφτασε τα 2 mg-eq / kg ή περισσότερο, ενώ τα 0,02 mg-eq / kg είναι επιτρεπτά σύμφωνα με τα πρότυπα επίβλεψης του λέβητα. Τις περισσότερες φορές, τέτοιες καταχωρήσεις έγιναν στο περιοδικό: "το νερό είναι βρώμικο, σκληρό", χωρίς να υποδεικνύονται τα αποτελέσματα μιας χημικής ανάλυσης του νερού.
Κατά την εξέταση του λέβητα μετά τη διακοπή, βρέθηκαν επικαθίσεις πάχους έως και 5 mm στις εσωτερικές επιφάνειες των σωλήνων σήτας, χωριστούς σωλήνεςσχεδόν εντελώς βουλωμένο από άλατα και λάσπη. Στην εσωτερική επιφάνεια του τυμπάνου στο κάτω μέρος, το πάχος των αποθέσεων έφτασε τα 3 mm, το μπροστινό μέρος του τυμπάνου ήταν γεμάτο με λάσπη κατά το ένα τρίτο σε ύψος.
Για 11 μήνες Πριν από αυτό το ατύχημα, παρόμοιες βλάβες («ρωγμές, εξογκώματα, παραμορφώσεις») εντοπίστηκαν σε 13 σωλήνες σήτας λέβητα. Οι ελαττωματικοί σωλήνες αντικαταστάθηκαν, αλλά η διοίκηση της επιχείρησης, κατά παράβαση των «Οδηγιών για τη διερεύνηση ατυχημάτων, αλλά με αποτέλεσμα ατυχήματα σε επιχειρήσεις και εγκαταστάσεις που ελέγχονται από την ΕΣΣΔ Gosgortekhnadzor», δεν ερεύνησε αυτήν την υπόθεση και δεν έλαβε μέτρα για τη βελτίωση τις συνθήκες λειτουργίας των λεβήτων.
2. Στο σύστημα ισχύος, το ακατέργαστο νερό για την τροφοδοσία ενός θωρακισμένου λέβητα ατμού με σωλήνα νερού με ένα τύμπανο, χωρητικότητας 10 t/h και πίεση λειτουργίας 41 kgf/cm2 υποβλήθηκε σε επεξεργασία με τη μέθοδο ανταλλαγής κατιόντων. Λόγω της μη ικανοποιητικής λειτουργίας του κατιονικού φίλτρου, η υπολειπόμενη σκληρότητα του μαλακωμένου νερού έφτασε
0,7 meq/kg αντί 0,01 meq/kg που προβλέπει το έργο. Ο λέβητας καθαρίστηκε ακανόνιστα. Όταν σταμάτησαν για επισκευές, το τύμπανο του λέβητα και οι συλλέκτες οθόνης δεν ανοίχτηκαν και δεν εξετάστηκαν. Εξαιτίας των εναποθέσεων αλάτων, ένας σωλήνας έσπασε και ο πυροσβέστης κάηκε από τον ατμό και το καύσιμο που καίγονταν πετάχτηκε έξω από τον κλίβανο.
Το ατύχημα δεν θα μπορούσε να συμβεί αν η πόρτα του κλιβάνου του λέβητα είχε κλείσει με μάνδαλο, όπως επιβάλλουν οι κανόνες για την ασφαλή λειτουργία των λεβήτων.
3. Στο εργοστάσιο τσιμέντου τέθηκε σε λειτουργία, χωρίς χημική επεξεργασία νερού, νεοεγκατασταθείς λέβητας μονού τυμπάνου υδατοσωλήνα ισχύος 35 t/h με πίεση λειτουργίας 43 kgf/cm2, η εγκατάσταση του οποίου δεν είχε γίνει. ολοκληρωθεί μέχρι εκείνη τη στιγμή. Κατά τη διάρκεια του μήνα, ο λέβητας τροφοδοτήθηκε με ακατέργαστο νερό. Η εξαέρωση του νερού δεν πραγματοποιήθηκε για περισσότερο από δύο μήνες, καθώς δεν συνδέθηκε αγωγός ατμού με τον εξαεριστή.
Παραβιάσεις του υδατικού καθεστώτος επιτρέπονταν και μετά στις εργασίες συμπεριλήφθηκε προπαρασκευαστικός εξοπλισμός. Ο λέβητας συχνά τροφοδοτείτο με ακατέργαστο νερό. η λειτουργία εκκαθάρισης δεν παρατηρήθηκε. το χημικό εργαστήριο δεν έλεγχε την ποιότητα του νερού τροφοδοσίας, καθώς δεν προμηθεύτηκε τα απαραίτητα αντιδραστήρια.
Λόγω του μη ικανοποιητικού καθεστώτος νερού, οι εναποθέσεις στις εσωτερικές επιφάνειες των σωλήνων σήτας έφτασαν σε πάχος 8 mm. με αποτέλεσμα να σχηματιστούν εξογκώματα σε 36 σωλήνες σήτας, ένα σημαντικό μέρος των σωλήνων παραμορφώθηκε, τα τοιχώματα του τυμπάνου με μέσαέχουν διαβρωθεί.
4. Στο εργοστάσιο προϊόντων οπλισμένου σκυροδέματος, ο λέβητας του συστήματος Shukhov-Berlin τροφοδοτήθηκε με ηλεκτρομαγνητικά επεξεργασμένο νερό. Είναι γνωστό ότι με αυτή τη μέθοδο επεξεργασίας νερού θα πρέπει να διασφαλίζεται η έγκαιρη αποτελεσματική απομάκρυνση της λάσπης από το λέβητα.
Ωστόσο, κατά τη λειτουργία του λέβητα δεν τηρήθηκε αυτή η προϋπόθεση. Ο λέβητας καθαρίστηκε ακανόνιστα, δεν τηρήθηκε το χρονοδιάγραμμα διακοπής λειτουργίας του λέβητα για έκπλυση και καθαρισμός.
Ως αποτέλεσμα, μια μεγάλη ποσότητα λάσπης συσσωρεύεται στο εσωτερικό του λέβητα. Το πίσω μέρος των σωλήνων ήταν φραγμένο με λάσπη κατά 70-80% του τμήματος, το κάρτερ - κατά 70% του όγκου, το πάχος της κλίμακας στις επιφάνειες θέρμανσης έφτασε τα 4 mm. Αυτό οδήγησε σε υπερθέρμανση και παραμόρφωση των σωλήνων του λέβητα, των επεκτάσεων σωλήνων και των κεφαλών των σωληνοειδών τμημάτων.
Κατά την επιλογή μιας ηλεκτρομαγνητικής μεθόδου για την επεξεργασία του ιωδίου, σε αυτήν την περίπτωση, δεν ελήφθη υπόψη η ποιότητα του νερού τροφοδοσίας και χαρακτηριστικά σχεδίουλέβητα, ενώ δεν ελήφθησαν μέτρα για την οργάνωση του κανονικού τρόπου εκτόνωσης, που οδήγησε στη συσσώρευση λάσπης και σημαντικές επικαθίσεις αλάτων στο λέβητα.
5. Τα θέματα οργάνωσης ενός ορθολογικού καθεστώτος νερού για την εξασφάλιση αξιόπιστης και οικονομικής λειτουργίας των λεβήτων στους θερμοηλεκτρικούς σταθμούς έχουν αποκτήσει εξαιρετική σημασία.
Ο σχηματισμός εναποθέσεων στις επιφάνειες θέρμανσης των μονάδων λέβητα συμβαίνει ως αποτέλεσμα πολύπλοκων φυσικών και χημικών διεργασιών, στις οποίες δεν εμπλέκονται μόνο σχηματιστές αλάτων, αλλά και οξείδια μετάλλων και εύκολα διαλυτές ενώσεις. Η αιμοκάθαρση των εναποθέσεων δείχνει ότι, μαζί με τα άλατα σχηματισμού αλάτων, περιέχουν σημαντική ποσότητα οξειδίων του σιδήρου, τα οποία είναι προϊόντα διεργασιών διάβρωσης.
Τα τελευταία χρόνια, η χώρα μας έχει σημειώσει σημαντική επιτυχία στην οργάνωση ενός ορθολογικού καθεστώτος νερού για λέβητες θερμοηλεκτρικών σταθμών και στον χημικό έλεγχο νερού και ατμού, καθώς και στην εισαγωγή ανθεκτικών στη διάβρωση μετάλλων και προστατευτικών επιστρώσεων.
Εφαρμογή σύγχρονα μέσαΗ επεξεργασία νερού κατέστησε δυνατή τη δραματική αύξηση της αξιοπιστίας και της αποτελεσματικότητας της λειτουργίας του εξοπλισμού ισχύος.
Ωστόσο, οι παραβιάσεις του καθεστώτος των υδάτων εξακολουθούν να επιτρέπονται σε μεμονωμένους θερμοηλεκτρικούς σταθμούς.
Τον Ιούνιο του 1976, για το λόγο αυτό, στο CHPP της χαρτοβιομηχανίας, συνέβη ένα ατύχημα σε λέβητα ατμού τύπου BKZ-220-100 f με χωρητικότητα ατμού 220 t / h με παραμέτρους ατμού 100 kgf / cm2 και 540 ° C, που κατασκευάστηκε στο εργοστάσιο λεβήτων Barnaul το 1964 δ. Λέβητας μονού τυμπάνου με φυσική κυκλοφορία, κατασκευασμένος σύμφωνα με το σχήμα U. Ο πρισματικός θάλαμος καύσης θωρακίζεται πλήρως από σωλήνες με εξωτερική διάμετρο 60 mm, το βήμα των οποίων είναι 64 mm. Το κάτω μέρος της επιφάνειας της οθόνης σχηματίζει ένα λεγόμενο ψυχρό χωνί, κατά μήκος των πλαγιών του οποίου τα στερεά σωματίδια σκωρίας κυλούν προς τα κάτω στο στήθος της σκωρίας. Το σχέδιο εξάτμισης είναι δύο σταδίων, πλύσιμο του ατμού με νερό τροφοδοσίας. Το πρώτο στάδιο της εξάτμισης περιλαμβάνεται απευθείας στο τύμπανο του λέβητα, το δεύτερο στάδιο παρέχεται από απομακρυσμένους κυκλώνες διαχωρισμού ατμού που περιλαμβάνονται στο σχήμα κυκλοφορίας των μεσαίων πλευρικών μπλοκ της οθόνης.
Ο λέβητας τροφοδοτείται με μείγμα χημικά καθαρού νερού (60%) και συμπυκνώματος που προέρχεται από τουρμπίνες και καταστήματα παραγωγής (40%). Το νερό τροφοδοσίας του λέβητα επεξεργάζεται σύμφωνα με το ακόλουθο σχήμα: ασβέστη - πήξη - αποπυριτίωση μαγνησίας σε
Διαυγαστές - κατιονισμός δύο σταδίων.
Ο λέβητας λειτουργεί με άνθρακα από το κοίτασμα Inta με σχετικά χαμηλή θερμοκρασία τήξης τέφρας. Ως καύσιμο εκκίνησης χρησιμοποιείται λάδι. Πριν από το ατύχημα, ο λέβητας δούλευε 73.300 ώρες.
Την ημέρα του ατυχήματος, ο λέβητας άνοιξε στις 00:45 και λειτούργησε χωρίς απόκλιση από την κανονική λειτουργία μέχρι τις 14:00. Υπέρθερμος ατμός -520-535 ° C.
Στις 2:10 μ.μ., 11 σωλήνες της πρόσοψης έσπασαν στη ζώνη της ψυχρής χοάνης στο ύψος των 3,7 m με μερική καταστροφή
πλινθοδομή. Υποτίθεται ότι στην αρχή υπήρξε ρήξη του νερού ή δύο σωλήνων και στη συνέχεια ακολούθησε η ρήξη των υπόλοιπων σωλήνων. Η στάθμη του νερού έπεσε απότομα και ο λέβητας σταμάτησε με αυτόματη προστασία.
Από τον έλεγχο προέκυψε ότι τα κεκλιμένα τμήματα των σωλήνων της ψυχρής χοάνης έξω από τις στροφές καταστράφηκαν, ενώ δύο σωλήνες αποκόπηκαν από τον πρώτο μπροστινό κάτω συλλέκτη και εννέα σωλήνες από τον δεύτερο. Η ρήξη είναι εύθραυστη, οι άκρες στα σημεία ρήξης είναι αμβλύ και δεν έχουν αραίωση. Το μήκος των τμημάτων διάρρηξης των σωλήνων είναι από ένα έως τρία μέτρα. Στην εσωτερική επιφάνεια κατεστραμμένων σωλήνων, καθώς και δειγμάτων που κόπηκαν από άθικτους σωλήνες, βρέθηκαν χαλαρά ιζήματα πάχους έως 2,5 mm, καθώς και μεγάλος αριθμός κοιλοτήτων, βάθους έως 2 mm, που βρίσκονται σε αλυσίδα έως 10 mm. πλάτος κατά μήκος δύο γεννητριών κατά μήκος του ορίου θέρμανσης του σωλήνα. Στα σημεία διάβρωσης σημειώθηκε η καταστροφή του μετάλλου.
Κατά τη διερεύνηση του ατυχήματος, προέκυψε ότι νωρίτερα κατά τη λειτουργία του λέβητα υπήρξαν ήδη ρήξεις σωλήνων σήτας. Έτσι, για παράδειγμα, δύο μήνες πριν από το ατύχημα, ένας σωλήνας της μπροστινής οθόνης έσπασε στο επίπεδο των 6,0 μ. Μετά από 3 ημέρες, ο λέβητας σταμάτησε ξανά λόγω ρήξης δύο σωλήνων της μπροστινής οθόνης στο επίπεδο 7,0 μ. Και σε αυτές τις περιπτώσεις, η καταστροφή των σωλήνων ήταν αποτέλεσμα βλάβης από διάβρωση στο μέταλλο.
Σύμφωνα με το εγκεκριμένο χρονοδιάγραμμα, ο λέβητας επρόκειτο να τεθεί εκτός λειτουργίας εξετάζω και διορθώνω επιμελώςτο τρίτο τρίμηνο του 1976. Κατά την περίοδο επισκευής, σχεδιάστηκε η αντικατάσταση των σωλήνων της μπροστινής οθόνης στην περιοχή της ψυχρής χοάνης. Ωστόσο, ο λέβητας δεν σταμάτησε για επισκευές και οι σωλήνες δεν αντικαταστάθηκαν.
Η ζημιά διάβρωσης στο μέταλλο ήταν αποτέλεσμα παραβιάσεων του καθεστώτος νερού, οι οποίες επιτρέπονταν για μεγάλο χρονικό διάστημα κατά τη λειτουργία των λεβήτων ΣΗΘ. Οι λέβητες τροφοδοτούνταν με νερό με υψηλή περιεκτικότητα σε σίδηρο, χαλκό και οξυγόνο. Η συνολική περιεκτικότητα σε αλάτι στο νερό τροφοδοσίας ξεπέρασε σημαντικά τα επιτρεπόμενα όρια, με αποτέλεσμα, ακόμη και στα κυκλώματα του πρώτου σταδίου εξάτμισης, η περιεκτικότητα σε αλάτι να φτάσει τα 800 mg/kg. Τα βιομηχανικά συμπυκνώματα με περιεκτικότητα σε σίδηρο 400–600 mg/kg που χρησιμοποιούνται για την τροφοδοσία των λεβήτων δεν καθαρίστηκαν. Για το λόγο αυτό, αλλά και λόγω του γεγονότος ότι δεν υπήρχε επαρκής αντιδιαβρωτική προστασία του εξοπλισμού επεξεργασίας νερού (η προστασία εφαρμόστηκε μερικώς), υπήρχαν σημαντικές επικαθίσεις (έως 1000 g/m2) στις εσωτερικές επιφάνειες των σωλήνων, που αποτελείται κυρίως από ενώσεις σιδήρου. Η επεξεργασία αμινοποίησης και υδραζίνης του νερού τροφοδοσίας εισήχθη μόνο λίγο πριν το ατύχημα. Δεν πραγματοποιήθηκε πλύση με οξύ πριν από την έναρξη και λειτουργία των λεβήτων.
Στο ατύχημα συνέβαλαν και άλλες παραβιάσεις των Κανόνων Τεχνικής Λειτουργίας Λεβήτων. Οι λέβητες ανάβουν συχνά σε ΣΗΘ και ο μεγαλύτερος αριθμός ανάφλεξης ήταν στον λέβητα με τον οποίο συνέβη το ατύχημα. Οι λέβητες είναι εξοπλισμένοι με συσκευές για θέρμανση ατμού, αλλά δεν χρησιμοποιήθηκαν για ανάφλεξη. Κατά την ανάφλεξη δεν ελέγχονταν οι μετατοπίσεις των συλλεκτών οθόνης.
Για να αποσαφηνιστεί η φύση της διαδικασίας διάβρωσης και να προσδιοριστούν οι λόγοι για τον σχηματισμό κοιλωμάτων κυρίως στα δύο πρώτα πάνελ της μπροστινής οθόνης και τη διάταξη αυτών των κοιλωμάτων με τη μορφή αλυσίδων, τα υλικά της έρευνας του ατυχήματος στάλθηκαν στο TsKTI. Κατά την ανασκόπηση αυτών των υλικών, δόθηκε η προσοχή στο γεγονός ότι
Οι λέβητες λειτουργούσαν με έντονα μεταβλητό φορτίο, ενώ επιτρεπόταν σημαντική μείωση της παραγωγής ατμού (έως 90 t/h), όπου είναι δυνατή η τοπική διαταραχή της κυκλοφορίας. Τα καζάνια έλιωσαν με τον εξής τρόπο: στην αρχή του ανάφλεξης άνοιξαν δύο ακροφύσια που βρίσκονταν απέναντι (διαγώνια). Αυτή η μέθοδος επιβράδυνε τη διαδικασία. φυσική κυκλοφορίαστα πάνελ της πρώτης και της δεύτερης μπροστινής οθόνης. Σε αυτές τις οθόνες βρέθηκε η κύρια εστίαση των ελκωτικών βλαβών. Στο νερό τροφοδοσίας εμφανίζονταν επεισοδιακά νιτρώδη, η συγκέντρωση των οποίων δεν ήταν ελεγχόμενη.
Η ανάλυση των υλικών του ατυχήματος, λαμβάνοντας υπόψη τις αναφερόμενες ελλείψεις, έδωσε λόγο να πιστεύουμε ότι το αποτέλεσμα είναι ο σχηματισμός αλυσίδων λάκκων στην πλευρική γεννήτρια των εσωτερικών επιφανειών των σωλήνων της μπροστινής οθόνης στην κλίση της ψυχρής χοάνης. μιας μακράς διαδικασίας ηλεκτροχημικής διάβρωσης κάτω από τη λάσπη. Οι αποπολωτές αυτής της διαδικασίας ήταν νιτρώδη και οξυγόνο διαλυμένα στο νερό.
Η διάταξη των κοιλωμάτων με τη μορφή αλυσίδων είναι, προφανώς, το αποτέλεσμα της λειτουργίας του λέβητα κατά την ανάφλεξη με μια ασταθή διαδικασία φυσικής κυκλοφορίας. Κατά την έναρξη της κυκλοφορίας, σχηματίζονται περιοδικά φυσαλίδες πόρων στην άνω γενεαλογία των κεκλιμένων σωλήνων της ψυχρής χοάνης, προκαλώντας την επίδραση τοπικών θερμικών παλμών στο μέταλλο από την εμφάνιση ηλεκτροχημικών διεργασιών στην περιοχή του προσωρινού διαχωρισμού φάσης. Αυτά τα μέρη ήταν τα κέντρα σχηματισμού αλυσίδων λάκκων. Ο κυρίαρχος σχηματισμός κοιλωμάτων στα δύο πρώτα πάνελ της μπροστινής οθόνης ήταν το αποτέλεσμα ενός εσφαλμένου καθεστώτος ανάφλεξης.
6. Κατά τη λειτουργία του λέβητα PK-YuSh-2 με χωρητικότητα ατμού 230 t/h και παραμέτρους ατμού 100 kgf/cm2 και 540°C, παρατηρήθηκε ατμός στην έξοδο από την πολλαπλή συλλογής φρέσκου ατμού προς την κύρια βαλβίδα ασφαλείας στο TYTs vb. Η έξοδος συνδέεται με συγκόλληση σε ένα χυτό μπλουζάκι συγκολλημένο στην προκατασκευασμένη πολλαπλή.
Ο λέβητας έχει τεθεί εκτός λειτουργίας. Κατά τον έλεγχο διαπιστώθηκε δακτυλιοειδής ρωγμή στο κάτω μέρος του σωλήνα (168Χ13 χλστ.) του οριζόντιου τμήματος του κλάδου σε άμεση γειτνίαση με το σημείο σύνδεσης του κλάδου με το χυτό μπλουζάκι. Το μήκος ρωγμής στην εξωτερική επιφάνεια είναι 70 mm και στην εσωτερική επιφάνεια είναι 110 mm. Στην εσωτερική επιφάνεια του σωλήνα στο σημείο της βλάβης του, αποκαλύφθηκε μεγάλος αριθμός διαβρωτικών κοιλωμάτων και μεμονωμένες ρωγμές που βρίσκονται παράλληλα με την κύρια.
Η μεταλλογραφική ανάλυση έδειξε ότι οι ρωγμές ξεκινούν από κοιλώματα στο αποανθρακωμένο μεταλλικό στρώμα και στη συνέχεια αναπτύσσονται διακρυσταλλικά στην κατεύθυνση κάθετη προς την επιφάνεια του σωλήνα. Μεταλλική μικροδομή σωλήνα - κόκκοι φερρίτη και λεπτές αλυσίδες περλίτη κατά μήκος των ορίων των κόκκων. Σύμφωνα με την κλίμακα που δίνεται ως παράρτημα στο MRTU 14-4-21-67, η μικροδομή μπορεί να αξιολογηθεί με βαθμολογία 8.
Η χημική σύσταση του μετάλλου του χαλασμένου σωλήνα αντιστοιχεί σε χάλυβα 12Kh1MF. Οι μηχανικές ιδιότητες πληρούν τις απαιτήσεις Προδιαγραφέςπρομήθειες. Η διάμετρος του σωλήνα στο κατεστραμμένο τμήμα δεν υπερβαίνει την ανοχή συν.
Μια οριζόντια έξοδος σε μια βαλβίδα ασφαλείας με μη προσαρμοσμένο σύστημα στερέωσης μπορεί να θεωρηθεί ως μια δοκός προβόλου συγκολλημένη σε ένα μπλουζάκι στερεωμένο άκαμπτα στην πολλαπλή, με μέγιστες τάσεις κάμψης στο σημείο τερματισμού, δηλαδή στην περιοχή όπου ο σωλήνας έχει υποστεί ζημιά. Χωρίς
αποστράγγιση στην έξοδο και παρουσία αντίθετης κλίσης, λόγω της ελαστικής κάμψης στο τμήμα από τη βαλβίδα ασφαλείας έως την πολλαπλή συλλογής ζωντανού ατμού, στο κάτω μέρος του σωλήνα μπροστά από το μπλουζάκι, μια συνεχής συσσώρευση ενός μικρού είναι δυνατή η ποσότητα συμπυκνώματος, εμπλουτισμένη με οξυγόνο κατά τη διακοπή λειτουργίας, διατήρηση και εκκίνηση του λέβητα από τον αέρα. Υπό αυτές τις συνθήκες, σημειώθηκε επίθεση διάβρωσης του μετάλλου και η συνδυασμένη επίδραση του συμπυκνώματος και των τάσεων εφελκυσμού στο μέταλλο προκάλεσε τη διάβρωση του μετάλλου. Κατά τη λειτουργία, σε σημεία διάβρωσης και ρηχών ρωγμών, ως αποτέλεσμα της επιθετικής δράσης των μεσαίων και μεταβλητών τάσεων στο μέταλλο, μπορεί να αναπτυχθούν ρωγμές κόπωσης-διάβρωσης, κάτι που, προφανώς, συνέβη σε αυτή την περίπτωση.
Για να αποφευχθεί η συσσώρευση συμπυκνωμάτων, έγινε αντίστροφη κυκλοφορία ατμού στην έξοδο. Για να γίνει αυτό, ο σωλήνας εξόδου ακριβώς πριν από την κύρια βαλβίδα ασφαλείας συνδέθηκε με μια γραμμή θέρμανσης (σωλήνες με διάμετρο 10 mm) στον ενδιάμεσο θάλαμο του υπερθερμαντήρα, μέσω του οποίου τροφοδοτείται ατμός σε θερμοκρασία 430 ° C. Με μια μικρή υπερβολική πτώση πίεσης (έως 4 kgf / cm2), εξασφαλίζεται συνεχής ροή ατμού και η θερμοκρασία του μέσου στην έξοδο διατηρείται τουλάχιστον στους 400°C.
Προκειμένου να αποφευχθεί ζημιά στις εξόδους στις κύριες βαλβίδες ασφαλείας στους λέβητες PK-YuSh-2 και παρόμοια, συνιστάται:
Ελέγξτε με υπερήχους τις κάτω μισές περιμέτρους των σωλήνων διακλάδωσης στα σημεία συγκόλλησης στα μπλουζάκια.
Ελέγξτε εάν τηρούνται οι απαιτούμενες κλίσεις και, εάν χρειάζεται, προσαρμόστε τα συστήματα στερέωσης αγωγών ατμού στις κύριες βαλβίδες ασφαλείας, λαμβάνοντας υπόψη την πραγματική κατάσταση των αγωγών ατμού (βάρος μόνωσης, πραγματικό βάρος σωλήνων, προηγούμενες ανακατασκευές).
Κάντε αντίστροφη κυκλοφορία του ατμού στις εξόδους προς τις κύριες βαλβίδες ασφαλείας. ο σχεδιασμός και η εσωτερική διάμετρος της γραμμής ατμού θέρμανσης σε κάθε μεμονωμένη περίπτωση πρέπει να συμφωνούνται με τον κατασκευαστή του εξοπλισμού·
Όλα τα αδιέξοδα βαλβίδες ασφαλείαςμονώστε προσεκτικά.
(Από τις ρητές πληροφορίες του SCNTI ORGRES - 1975)
Ορισμένοι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής χρησιμοποιούν νερά ποταμών και βρύσης με χαμηλό pH και χαμηλή σκληρότητα για την τροφοδοσία των δικτύων θέρμανσης. Πρόσθετη επεξεργασία του νερού του ποταμού για εργοστάσιο ύδρευσηςσυνήθως οδηγεί σε μείωση του pH, μείωση της αλκαλικότητας και αύξηση της περιεκτικότητας σε διαβρωτικό διοξείδιο του άνθρακα. Η εμφάνιση επιθετικού διοξειδίου του άνθρακα είναι επίσης δυνατή σε σχήματα οξίνισης που χρησιμοποιούνται για μεγάλα συστήματα παροχής θερμότητας με άμεση πρόσληψη νερού. ζεστό νερό(2000–3000 t/h). Η αποσκλήρυνση του νερού σύμφωνα με το σχήμα κατιονισμού Na αυξάνει την επιθετικότητά του λόγω της αφαίρεσης των φυσικών αναστολέων διάβρωσης - αλάτων σκληρότητας.
Με κακώς τεκμηριωμένη απαέρωση νερού και πιθανές αυξήσεις στις συγκεντρώσεις οξυγόνου και διοξειδίου του άνθρακα, λόγω έλλειψης πρόσθετων προστατευτικών μέτρων στα συστήματα παροχής θερμότητας, οι αγωγοί, οι εναλλάκτες θερμότητας, οι δεξαμενές αποθήκευσης και άλλος εξοπλισμός υπόκεινται σε εσωτερική διάβρωση.
Είναι γνωστό ότι η αύξηση της θερμοκρασίας συμβάλλει στην ανάπτυξη διεργασιών διάβρωσης που συμβαίνουν τόσο με την απορρόφηση οξυγόνου όσο και με την απελευθέρωση υδρογόνου. Με αύξηση της θερμοκρασίας πάνω από 40 ° C, οι μορφές διάβρωσης οξυγόνου και διοξειδίου του άνθρακα αυξάνονται απότομα.
Ένας ειδικός τύπος διάβρωσης υπό λάσπη εμφανίζεται σε συνθήκες χαμηλής περιεκτικότητας σε υπολειμματικό οξυγόνο (όταν πληρούνται τα πρότυπα PTE) και όταν η ποσότητα οξειδίων του σιδήρου είναι μεγαλύτερη από 400 μg/dm 3 (σε όρους Fe). Αυτός ο τύπος διάβρωσης, παλαιότερα γνωστός στην πρακτική λειτουργίας ατμολεβήτων, βρέθηκε υπό συνθήκες σχετικά ασθενούς θέρμανσης και απουσίας θερμικών φορτίων. Στην περίπτωση αυτή, χαλαρά προϊόντα διάβρωσης, που αποτελούνται κυρίως από ενυδατωμένα τρισθενή οξείδια σιδήρου, είναι ενεργοί αποπολωτές της διεργασίας της καθόδου.
Κατά τη λειτουργία του εξοπλισμού θέρμανσης, παρατηρείται συχνά διάβρωση με ρωγμές, δηλαδή επιλεκτική, έντονη καταστροφή διάβρωσης του μετάλλου στη ρωγμή (κενό). Ένα χαρακτηριστικό των διεργασιών που λαμβάνουν χώρα σε στενά κενά είναι η μειωμένη συγκέντρωση οξυγόνου σε σύγκριση με τη συγκέντρωση στο χύμα διάλυμα και η αργή απομάκρυνση των προϊόντων της αντίδρασης διάβρωσης. Ως αποτέλεσμα της συσσώρευσης των τελευταίων και της υδρόλυσης τους, είναι δυνατή η μείωση του pH του διαλύματος στο διάκενο.
Με τη συνεχή αναπλήρωση ενός δικτύου θερμότητας με ανοιχτή εισαγωγή νερού με απαερωμένο νερό, η πιθανότητα σχηματισμού διαμπερών οπών σε αγωγούς αποκλείεται εντελώς μόνο σε κανονική υδραυλική λειτουργία, όταν διατηρείται συνεχώς σε όλα τα σημεία του συστήματος παροχής θερμότητας υπερπίεσηπάνω από την ατμοσφαιρική.
Οι αιτίες της διάβρωσης των σωλήνων των λεβήτων ζεστού νερού και του άλλου εξοπλισμού είναι οι εξής: κακής ποιότητας εξαέρωση του νερού καλλυντικών. χαμηλή τιμή pH λόγω της παρουσίας επιθετικού διοξειδίου του άνθρακα (έως 10–15 mg / dm 3). συσσώρευση προϊόντων διάβρωσης οξυγόνου σιδήρου (Fe 2 O 3) σε επιφάνειες μεταφοράς θερμότητας. Η αυξημένη περιεκτικότητα σε οξείδια του σιδήρου στο νερό του δικτύου συμβάλλει στη μετατόπιση των θερμαντικών επιφανειών του λέβητα με εναποθέσεις οξειδίου του σιδήρου.
Ορισμένοι ερευνητές αναγνωρίζουν σημαντικό ρόλο στην εμφάνιση διάβρωσης υπό λάσπη της διαδικασίας σκουριάς των σωλήνων των λεβήτων θέρμανσης νερού κατά τη διάρκεια της διακοπής λειτουργίας τους, όταν δεν λαμβάνονται τα κατάλληλα μέτρα για την πρόληψη της διάβρωσης στο χώρο στάθμευσης. Τα κέντρα διάβρωσης που εμφανίζονται υπό την επίδραση του ατμοσφαιρικού αέρα στις υγρές επιφάνειες των λεβήτων συνεχίζουν να λειτουργούν κατά τη λειτουργία των λεβήτων.
α) Οξυγονική διάβρωση
Τις περισσότερες φορές, οι χαλύβδινοι εξοικονομητές νερού των μονάδων λέβητα υποφέρουν από διάβρωση οξυγόνου, η οποία αποτυγχάνει 2-3 χρόνια μετά την εγκατάσταση, εάν το νερό τροφοδοσίας δεν εξαερωθεί ικανοποιητικά.
Το άμεσο αποτέλεσμα της διάβρωσης του οξυγόνου των εξοικονομητών χάλυβα είναι ο σχηματισμός οπών στους σωλήνες, μέσω των οποίων ρέει ένας πίδακας νερού με υψηλή ταχύτητα. Τέτοιοι πίδακες που κατευθύνονται στο τοίχωμα ενός παρακείμενου σωλήνα είναι ικανοί να τον φθείρουν μέχρι το σχηματισμό διαμπερών οπών. Δεδομένου ότι οι σωλήνες του εξοικονομητή είναι αρκετά συμπαγείς ώστε η σχηματισμένη οπή διάβρωσης μπορεί να προκαλέσει τεράστια ζημιά στους σωλήνες εάν η μονάδα του λέβητα παραμείνει σε λειτουργία για μεγάλο χρονικό διάστημα με την οπή που έχει εμφανιστεί. Οι εξοικονομητές από χυτοσίδηρο δεν καταστρέφονται από τη διάβρωση του οξυγόνου.
διάβρωση οξυγόνουτα τμήματα εισόδου των εξοικονομητών είναι πιο συχνά εκτεθειμένα. Ωστόσο, με σημαντική συγκέντρωση οξυγόνου στο νερό τροφοδοσίας, διεισδύει και στη μονάδα του λέβητα. Εδώ, κυρίως τα τύμπανα και οι σωλήνες εκκένωσης εκτίθενται σε διάβρωση οξυγόνου. Η κύρια μορφή διάβρωσης του οξυγόνου είναι ο σχηματισμός κοιλοτήτων (κοίλωμα) στο μέταλλο, οι οποίες όταν αναπτύσσονται οδηγούν στο σχηματισμό συριγγίων.
Η αύξηση της πίεσης εντείνει τη διάβρωση του οξυγόνου. Ως εκ τούτου, για μονάδες λέβητα με πίεση 40 atm και άνω, ακόμη και οι «διακοπές» οξυγόνου στους απαερωτήρες είναι επικίνδυνες. Η σύνθεση του νερού με το οποίο έρχεται σε επαφή το μέταλλο είναι απαραίτητη. Η παρουσία μικρής ποσότητας αλκαλίου αυξάνει τον εντοπισμό της διάβρωσης, η παρουσία χλωριδίων τη διασκορπίζει στην επιφάνεια.
β) Διάβρωση στάθμευσης
Οι μονάδες λέβητα που είναι σε αδράνεια επηρεάζονται από ηλεκτροχημική διάβρωση, η οποία ονομάζεται στάθμευση. Σύμφωνα με τις συνθήκες λειτουργίας, οι μονάδες λέβητα συχνά βγαίνουν εκτός λειτουργίας και τίθενται σε εφεδρεία ή σταματούν για μεγάλο χρονικό διάστημα.
Όταν η μονάδα του λέβητα τίθεται σε εφεδρεία, η πίεση σε αυτήν αρχίζει να πέφτει και δημιουργείται κενό στο τύμπανο, προκαλώντας τη διείσδυση του αέρα και τον εμπλουτισμό του νερού του λέβητα με οξυγόνο. Το τελευταίο δημιουργεί συνθήκες για την εμφάνιση διάβρωσης οξυγόνου. Ακόμη και στην περίπτωση που αφαιρεθεί τελείως το νερό από τη μονάδα του λέβητα, η εσωτερική του επιφάνεια δεν είναι στεγνή. Οι διακυμάνσεις της θερμοκρασίας και της υγρασίας του αέρα προκαλούν το φαινόμενο της συμπύκνωσης της υγρασίας από την ατμόσφαιρα που περιέχεται στο εσωτερικό του λέβητα. Η παρουσία ενός φιλμ εμπλουτισμένου με οξυγόνο στη μεταλλική επιφάνεια δημιουργεί ευνοϊκές συνθήκες για την ανάπτυξη ηλεκτροχημικής διάβρωσης. Εάν υπάρχουν εναποθέσεις στην εσωτερική επιφάνεια της μονάδας του λέβητα που μπορούν να διαλυθούν στο φιλμ υγρασίας, η ένταση της διάβρωσης αυξάνεται σημαντικά. Παρόμοια φαινόμενα μπορούν να παρατηρηθούν, για παράδειγμα, σε υπερθερμαντήρες, οι οποίοι συχνά υποφέρουν από διάβρωση στάθμευσης.
Εάν υπάρχουν εναποθέσεις στην εσωτερική επιφάνεια της μονάδας του λέβητα που μπορούν να διαλυθούν στο φιλμ υγρασίας, η ένταση της διάβρωσης αυξάνεται σημαντικά. Παρόμοια φαινόμενα μπορούν να παρατηρηθούν, για παράδειγμα, σε υπερθερμαντήρες, οι οποίοι συχνά υποφέρουν από διάβρωση στάθμευσης.
Επομένως, όταν η μονάδα του λέβητα τεθεί εκτός λειτουργίας για μεγάλο χρονικό διάστημα, είναι απαραίτητο να αφαιρέσετε τα υπάρχοντα ιζήματα με έκπλυση.
διάβρωση στάθμευσηςμπορεί να προκαλέσει σοβαρή ζημιά στις μονάδες του λέβητα εάν δεν ληφθούν ειδικά μέτρα για την προστασία τους. Ο κίνδυνος έγκειται επίσης στο γεγονός ότι τα κέντρα διάβρωσης που δημιουργούνται από αυτό κατά την περίοδο αδράνειας συνεχίζουν να λειτουργούν κατά τη λειτουργία.
Για την προστασία των μονάδων του λέβητα από τη διάβρωση στάθμευσης, διατηρούνται.
γ) Διακοκκώδης διάβρωση
Διακοκκώδης διάβρωσηεμφανίζεται σε αρθρώσεις με πριτσίνια και αρμούς κύλισης μονάδων ατμολέβητα, οι οποίοι ξεπλένονται από το νερό του λέβητα. Χαρακτηρίζεται από την εμφάνιση ρωγμών στο μέταλλο, στην αρχή πολύ λεπτές, ανεπαίσθητες στο μάτι, οι οποίες εξελισσόμενες μετατρέπονται σε μεγάλες ορατές ρωγμές. Περνούν ανάμεσα στους κόκκους του μετάλλου, γι' αυτό και η διάβρωση αυτή ονομάζεται διακοκκώδης. Σε αυτή την περίπτωση, η καταστροφή του μετάλλου συμβαίνει χωρίς παραμόρφωση· επομένως, αυτές οι καταστροφές ονομάζονται εύθραυστες.
Έχει αποδειχθεί από την εμπειρία ότι η διακοκκώδης διάβρωση συμβαίνει μόνο όταν υπάρχουν 3 συνθήκες ταυτόχρονα:
1) Υψηλές εφελκυστικές τάσεις στο μέταλλο, κοντά στην αντοχή διαρροής.
2) Διαρροές σε ραφές πριτσινιών ή αρμούς κυλίνδρων.
3) Επιθετικές ιδιότητες του νερού του λέβητα.
Η απουσία μιας από τις παραπάνω συνθήκες αποκλείει την εμφάνιση εύθραυστων θραυσμάτων, η οποία χρησιμοποιείται στην πράξη για την καταπολέμηση της διακοκκώδους διάβρωσης.
Η επιθετικότητα του νερού του λέβητα καθορίζεται από τη σύνθεση των αλάτων που είναι διαλυμένα σε αυτό. Σημασιαέχει περιεκτικότητα σε καυστική σόδα, η οποία σε υψηλές συγκεντρώσεις (5-10%) αντιδρά με το μέταλλο. Τέτοιες συγκεντρώσεις επιτυγχάνονται στις διαρροές των αρμών πριτσινιών και των αρμών κύλισης, στις οποίες εξατμίζεται το νερό του λέβητα. Γι' αυτό η παρουσία διαρροών μπορεί να προκαλέσει την εμφάνιση εύθραυστων καταγμάτων υπό κατάλληλες συνθήκες. Επιπλέον, ένας σημαντικός δείκτης της επιθετικότητας του νερού του λέβητα είναι η σχετική αλκαλικότητα - Schot.
δ) Διάβρωση ατμού-νερού
Η διάβρωση νερού-ατμού είναι η καταστροφή του μετάλλου ως αποτέλεσμα της χημικής αλληλεπίδρασης με τους υδρατμούς: 3Fe + 4H20 = Fe304 + 4H2
Η καταστροφή του μετάλλου γίνεται δυνατή για ανθρακούχους χάλυβες με αύξηση της θερμοκρασίας του τοιχώματος του σωλήνα στους 400°C.
Τα προϊόντα διάβρωσης είναι το αέριο υδρογόνο και ο μαγνητίτης. Η διάβρωση ατμού-νερού έχει ομοιόμορφο και τοπικό (τοπικό) χαρακτήρα. Στην πρώτη περίπτωση, σχηματίζεται ένα στρώμα προϊόντων διάβρωσης στη μεταλλική επιφάνεια. Η τοπική φύση της διάβρωσης έχει τη μορφή ελκών, αυλακώσεων, ρωγμών.
Ο κύριος λόγος για την εμφάνιση διάβρωσης με ατμό είναι η θέρμανση του τοιχώματος του σωλήνα σε μια κρίσιμη θερμοκρασία, στην οποία επιταχύνεται η οξείδωση του μετάλλου από το νερό. Επομένως, η καταπολέμηση της διάβρωσης ατμού-νερού πραγματοποιείται με την εξάλειψη των αιτιών που προκαλούν υπερθέρμανση του μετάλλου.
διάβρωση ατμού και νερούδεν μπορεί να εξαλειφθεί με καμία αλλαγή ή βελτίωση του υδατοχημικού καθεστώτος της μονάδας λέβητα, καθώς οι αιτίες αυτής της διάβρωσης βρίσκονται στις υδροδυναμικές διεργασίες του κλιβάνου και εντός του λέβητα, καθώς και στις συνθήκες λειτουργίας.
ε) Διάβρωση υπολάσπης
Αυτός ο τύπος διάβρωσης εμφανίζεται κάτω από ένα στρώμα λάσπης που σχηματίζεται στην εσωτερική επιφάνεια του σωλήνα της μονάδας του λέβητα, λόγω της παροχής του λέβητα με ανεπαρκώς καθαρισμένο νερό.
Η ζημιά στο μέταλλο που συμβαίνει κατά τη διάβρωση υπό λάσπη είναι τοπικής (ελκωτικής) φύσης και εντοπίζεται συνήθως στη μισή περίμετρο του σωλήνα που βλέπει προς τον κλίβανο. Τα έλκη που προκύπτουν μοιάζουν με κοχύλια με διάμετρο έως 20 mm ή περισσότερο, γεμάτα με οξείδια σιδήρου, δημιουργώντας ένα «φυματίδιο» κάτω από το έλκος.
