Korrózió és erózió a kazán közepes és alacsony nyomású kazánjaiban. Gőzkazán korróziója A kazánház kazán korróziója és károsodása
Tengerészeti helyszín Oroszország, 2016. október 05. Létrehozva: 2016. október 05. Frissítve: 2016. október 5. Találatok: 5363A korrózió típusai. Működés közben a gőzkazán elemei agresszív közegeknek vannak kitéve - víz, gőz és füstgázok. Különbséget kell tenni a kémiai és az elektrokémiai korrózió között.
Kémiai korrózió gőz vagy víz hatására egyenletesen bontja le a fémet a teljes felületen. Az ilyen korrózió mértéke a modern tengeri kazánokban alacsony. Veszélyesebb a helyi kémiai korrózió, amelyet a hamulerakódásokban található agresszív kémiai vegyületek (kén, vanádium -oxidok stb.) Okoznak.
A leggyakoribb és legveszélyesebb elektrokémiai korrózió elektrolitok vizes oldatában folyik, amikor elektromos áram a fém egyes szakaszai közötti potenciális különbség okozza, amelyek kémiai heterogenitásban, hőmérsékletben vagy feldolgozási minőségben különböznek egymástól.
Az elektrolit szerepe a víz (belső korrózió esetén) vagy a lerakódásokban lecsapódott vízgőz (külső korrózió esetén).
Az ilyen mikrogalvanikus párok megjelenése a csövek felületén azt a tényt eredményezi, hogy a fémion-atomok pozitív töltésű ionok formájában átjutnak a vízbe, és a cső felülete ezen a ponton negatív töltést kap. Ha az ilyen mikrogalvanikus párok potenciálja közötti különbség jelentéktelen, akkor a fém-víz határfelületen fokozatosan kettős elektromos réteg jön létre, ami lassítja a folyamat további menetét.
A legtöbb esetben azonban az egyes szakaszok potenciálja eltérő, ami a magasabb potenciálról (anód) egy kisebbre (katód) irányított EMF kialakulását okozza.
Ebben az esetben a fémion-atomok az anódból a vízbe kerülnek, és a katódon felhalmozódnak a felesleges elektronok. Ennek eredményeként az EMF és ennek következtében a fémpusztítási folyamat intenzitása jelentősen csökken.
Ezt a jelenséget polarizációnak nevezik. Ha az anódpotenciál csökken egy védő oxidfilm kialakulása vagy a fémionok koncentrációjának növekedése következtében az anódrégióban, és a katódpotenciál gyakorlatilag nem változik, akkor a polarizációt anódos polarizációnak nevezzük.
A katódos polarizációval az oldatban a katódnál élesen csökken az ionok és molekulák koncentrációja, amelyek képesek eltávolítani a felesleges elektronokat a fémfelületről. Ebből következik, hogy az elektrokémiai korrózió elleni küzdelem fő pontja az ilyen feltételek megteremtése, amikor mindkét típusú polarizáció megmarad.
Ezt gyakorlatilag lehetetlen elérni, mivel a kazánvízben mindig vannak depolarizátorok - olyan anyagok, amelyek megsértik a polarizációs folyamatokat.
A depolarizátorok közé O 2 és CO 2 molekulák, H +, Cl - és SO - 4 ionok, valamint vas- és réz -oxidok tartoznak. A vízben oldott CO 2, Cl - és SO - 4 gátolja a sűrű védő oxidfilm kialakulását az anódon, és ezáltal hozzájárul az anódos folyamatok intenzív lefolyásához. A H + hidrogénionok csökkentik a katód negatív töltését.
Az oxigén korróziós sebességre gyakorolt hatása két ellentétes irányban kezdett megnyilvánulni. Egyrészt az oxigén növeli a korróziós folyamat sebességét, mivel a katódterületek erős depolarizátora, másrészt passzív hatással van a felületre.
Általában az acélból készült kazánrészek kellően erős kezdeti oxidfóliával rendelkeznek, amely megvédi az anyagot az oxigénnek való kitettségtől, amíg azt kémiai vagy mechanikai tényezők el nem pusztítják.
A heterogén reakciók sebességét (beleértve a korróziót is) a következő folyamatok intenzitása szabályozza: reagensek (elsősorban depolarizátorok) ellátása az anyag felületével; a védő oxidfilm megsemmisítése; a reakciótermékek eltávolítása az előfordulás helyéről.
Ezen folyamatok intenzitását nagyrészt hidrodinamikai, mechanikai és termikus tényezők határozzák meg. Ezért az agresszív kémiai reagensek koncentrációjának csökkentésére irányuló intézkedések a másik két folyamat nagy intenzitása mellett, amint azt a kazánok üzemeltetésének tapasztalatai mutatják, általában hatástalanok.
Ebből következik, hogy a korróziós károk megelőzésének problémájának komplexnek kell lennie, ha minden olyan tényezőt figyelembe vesznek, amelyek befolyásolják az anyagok megsemmisítésének eredeti okait.
Elektrokémiai korrózió
Az áramlás helyétől és a reakciókban résztvevő anyagoktól függően a következő típusokat különböztetjük meg elektrokémiai korrózió:
- oxigén (és változatossága - parkolás),
- aliszap (néha héjnak is nevezik),
- szemcsék közötti (kazán acélok lúgos törékenysége),
- réselt és
- kénes.
Oxigén korrózió megtakarítóknál, szerelvényeknél, betápláló és lefolyócsöveknél, gőz-vízgyűjtőknél és gyűjtőberendezéseknél (pajzsok, csövek, túlhevítők stb.). A kettős áramkörű kazánok, a hasznosító kazánok és a gőzlevegő-melegítők szekunder körének tekercsei különösen érzékenyek az oxigénkorrózióra. Az oxigénkorrózió a kazánok működése során lép fel, és a kazánvízben oldott oxigén koncentrációjától függ.
A fő kazánokban az oxigén korrózió sebessége alacsony, ami annak köszönhető hatékony munka légtelenítők és foszfát-nitrát vízrendszer. Kiegészítő vízcsöves kazánokban gyakran eléri a 0,5 - 1 mm / év értéket, bár átlagosan 0,05 - 0,2 mm / év tartományban van. A kazán acéljainak károsodása kis fekélyek.
Az oxigénkorrózió veszélyesebb típusa parkolási korrózióáramlik a kazán tétlensége alatt. A munka sajátosságai miatt minden hajókazán (és különösen a kiegészítő) erős parkolási korróziónak van kitéve. Általános szabály, hogy az álló korrózió nem vezet a kazán meghibásodásához, azonban a leállások során korrodált fém, ha más dolgok is egyenlőek, intenzívebben pusztul el a kazán működése során.
A parkolás korróziójának fő oka az oxigén bejutása a vízbe, ha a kazán tele van, vagy a fém felületén lévő nedvességrétegbe, ha a kazán lemerül. Ebben fontos szerepet játszanak a vízben lévő kloridok és a NaOH, valamint a vízben oldódó sólerakódások.
A kloridok jelenlétében a vízben a fém egyenletes korróziója felerősödik, és ha kis mennyiségű lúgot (kevesebb, mint 100 mg / l) tartalmaz, akkor a korrózió lokalizálódik. A parkoló korrózió elkerülése érdekében 20 - 25 ° C hőmérsékleten a víznek legfeljebb 200 mg / l NaOH -t kell tartalmaznia.
Az oxigén által segített korrózió külső jelei: lokális fekélyek kis méret(1. ábra, a), barna korróziós termékekkel töltve, amelyek a fekélyek felett tuberkulákat képeznek.
Az oxigén eltávolítása a betáplált vízből az egyik fontos intézkedés az oxigénkorrózió csökkentésére. 1986 óta a tengeri segéd- és hasznosító kazánok tápvízének oxigéntartalma 0,1 mg / l.
Azonban még a tápvíz ilyen oxigéntartalma mellett is megfigyelhető a kazán elemeinek korróziós károsodása, ami azt jelzi, hogy az oxidfilm megsemmisítésének folyamatai és a reakciótermékek a korrózió központjaiból kimosódnak. . A legtöbb jó példa Ezen folyamatok korróziós károsodásokra gyakorolt hatását szemlélteti a kényszerkeringtetésű visszanyerő kazánok tekercseinek megsemmisülése.
Rizs. 1. Oxigén korrózió miatti károsodás
Korróziós károk az oxigénkorrózió során általában szigorúan lokalizálódnak: a bemeneti szakaszok belső felületén (lásd az 1. ábrát, a), a hajlítások területén (1. ábra, b), a kimeneti szakaszokon és a tekercs hajlítása (lásd 1. ábra, c), valamint a hasznosító kazánok gőz-víz gyűjtőiben (lásd 1. ábra, d). Ezeken a területeken (2 - a fal közeli kavitáció területe) teremtik meg az áramlás hidrodinamikai jellemzői az oxidfilm megsemmisítésének és a korróziós termékek intenzív kimosásának feltételeit.
Valójában a víz és a gőz-víz keverék áramlásának bármilyen deformációja a megjelenéssel jár kavitáció a falrétegekben táguló áramlás 2, ahol a képződött és azonnal összeomló gőzbuborékok a hidraulikus mikroütések energiája miatt az oxidfilm megsemmisülését okozzák.
Ezt elősegíti a fólia váltakozó feszültsége is, amelyet a tekercsek rezgése, valamint a hőmérséklet és a nyomás ingadozása okoz. Az áramlás fokozott helyi turbulációja ezeken a területeken a korróziós termékek aktív kimosását okozza.
A tekercsek egyenes kimeneti szakaszain az oxidfilm megsemmisül a vízcseppek felületére gyakorolt hatások miatt a gőz-víz keverék áramlásának turbulens lüktetése során, amelynek szétszórt-gyűrűs mozgási módja itt áramlás közben diszpergálttá válik sebesség 20-25 m / s.
Ilyen körülmények között még az alacsony oxigéntartalom (~ 0,1 mg / l) is a fém intenzív pusztulását idézi elő, ami 2-4 év múlva a fistulák megjelenéséhez vezet a La Mont típusú hasznosító kazánok tekercseinek bemeneti szakaszaiban. működés, és a többi szakaszban - 6-12 év után.
Rizs. 2. Korróziós károk az Indira Gandhi motorhajó KUP1500R hasznosító kazánjainak gazdaságosító tekercsében.
A fentiek illusztrációjaként tekintsük meg az 1985 októberében üzembe helyezett (Aleksey Kosygin típusú) Indira Gandhi öngyújtó hordozóra szerelt két KUP1500R hulladékhő-kazán gazdaságosító tekercsének károsodásának okait. 1987, a károk miatt mindkét kazán gazdaságosítóit kicserélték. 3 év elteltével a tekercsek sérülése megjelenik ezekben az ökonomizátorokban, amelyek a bemeneti elosztótól 1-1,5 m-re található szakaszokban találhatók. A károsodás jellege jelzi (2. ábra, a, b) a tipikus oxigénkorróziót, amelyet fáradási hiba (keresztirányú repedések) követ.
A fáradtság jellege azonban helyszínenként változik. A repedés (és korábban - az oxidfilm repedése) megjelenése a hegesztési területen (lásd a 2. ábrát, a) a csőköteg rezgése által okozott váltakozó feszültségek és a a tekercsek csatlakozóegysége a kollektorral (a tekercs 22x2 átmérőjű vége).
Az oxidfilm megsemmisülését és fáradási repedések kialakulását a tekercsek egyenes szakaszainak belső felületén, amelyek 700-1000 mm távolságra helyezkednek el a bemeneti nyílástól (lásd 2. ábra, b), a váltakozó hőhatás okozza. a kazán üzembe helyezésekor fellépő feszültségek, amikor a forró felületen szolgálnak fel hideg víz... Ebben az esetben a termikus feszültségek hatását fokozza az a tény, hogy a tekercsek bordázása megnehezíti a fémcső szabad tágulását, ami további feszültségeket okoz a fémben.
Alsóiszap korrózióáltalában a fő vízcsöves kazánokban figyelhetők meg a fal belső felületein és a pisztoly felé néző bemeneti kötegek gőzfejlesztő csöveiben. Az iszap alatti korrózió jellege ovális alakú fekély, amelynek mérete a főtengely mentén helyezkedik el ( párhuzamos tengely csövek) 30-100 mm-ig.
A fekélyek sűrű oxidréteggel rendelkeznek „héjak” 3 formájában (3. ábra). Az iszapkorrózió szilárd depolarizátorok - vas- és réz -oxidok 2 - jelenlétében fordul elő, amelyek a leginkább hőterheléses csőszakaszokon rakódnak le az oxidfóliák megsemmisítéséből származó aktív korróziós központok helyei ...
A tetején laza réteg és korróziós termékek képződnek. A korróziós termékekből származó "héjak" szilárdan tapadnak az nemesfémhez, és csak mechanikusan távolíthatók el.
A segédkazánok esetében ez a korróziós típus nem jellemző, de nagy hőterhelés és megfelelő vízkezelési módok esetén nem kizárt az iszap alatti korrózió megjelenése ezekben a kazánokban.
A RU 2503747 szabadalom birtokosai:
TECHNOLÓGIAI TERÜLET
A találmány hőenergia -fejlesztésre vonatkozik, és felhasználható gőz- és melegvizes kazánok, hőcserélők, kazánberendezések, elpárologtatók, fűtővezetékek, lakóépületek és ipari létesítmények fűtési rendszereinek vízkő elleni védelmére a jelenlegi működés során.
A TECHNOLÓGIA SZINTJE
A gőzkazánok működése az egyidejű expozícióval jár magas hőmérséklet, nyomás, mechanikai igénybevétel és agresszív környezet, amely a kazánvíz. A kazánvíz és a kazán fűtőfelületeinek fémje külön fázis. komplex rendszer, amely az érintkezésük során keletkezik. E fázisok kölcsönhatásának eredménye a felületükön lejátszódó felületi folyamatok. Ennek eredményeként a fűtőfelületek fémében korrózió és vízkőképződés jelenik meg, ami a fém szerkezetének és mechanikai tulajdonságainak megváltozásához vezet, és hozzájárul a különböző károsodások kialakulásához. Mivel a skála hővezető képessége ötvenszer alacsonyabb, mint a fűtőcsövekben lévő vasé, a hőátadás során hőenergia -veszteség keletkezik - 1 mm -es skálavastagság 7-12%között, és 3 mm -25%között. A folyamatos vízgőz-kazánrendszerben a nagy mennyiségű lerakódás gyakran a termelés leállítását eredményezi évente több napra a vízkő eltávolítása érdekében.
A táp és így a kazánvíz minőségét a szennyeződések jelenléte határozza meg különböző fajták a belső fűtőfelületek fémének korróziója, az elsődleges vízkő képződése rajtuk, valamint az iszap, mint másodlagos vízkőképződés forrása. Ezenkívül a kazánvíz minősége függ a felszíni jelenségek eredményeként keletkező anyagok tulajdonságaitól a víz és a kondenzátum csővezetékeken keresztüli szállításakor, a vízkezelési folyamatokban. A szennyeződések eltávolítása a betáplált vízből az egyik módja annak, hogy megakadályozzák a vízkő és a korrózió kialakulását, és ezt előzetes (előfőző) vízkezelési módszerekkel végzik, amelyek célja a szennyeződések maximális eltávolítása a forrásvízben. Az alkalmazott módszerek azonban nem szüntetik meg teljesen a vízben lévő szennyeződések tartalmát, ami nemcsak technikai nehézségekkel jár, hanem gazdasági megvalósíthatóság a kazán előtti vízkezelési módszerek alkalmazása. Ezenkívül, mivel a vízkezelés nehéz műszaki rendszer, túlzott a kis és közepes termelékenységű kazánoknál.
A már kialakult lerakódások eltávolításának ismert módszerei elsősorban mechanikai és kémiai tisztítási módszereket alkalmaznak. Ezeknek a módszereknek a hátránya, hogy a kazánok működése során nem állíthatók elő. Ezenkívül a kémiai tisztítási módszerek gyakran drága vegyi anyagokat igényelnek.
A kazánok működése során ismert eljárások is ismertek a vízkő és a korrózió megelőzésére.
Az 1877389 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalom módszert javasol a vízkő eltávolítására és a forró vízben történő kialakulásának megakadályozására gőzkazánok... Ennél a módszernél a kazán felülete a katód, az anód pedig a csővezetéken belül található. A módszer egy konstans ill váltakozó áram a rendszeren keresztül. A szerzők megjegyzik, hogy a módszer hatásmechanizmusa abban rejlik, hogy elektromos áram hatására gázbuborékok képződnek a kazán felületén, amelyek a meglévő skála hámlásához vezetnek, és megakadályozzák az új keletkezését egy. Ennek a módszernek a hátránya, hogy folyamatosan fenn kell tartani az elektromos áramot a rendszerben.
Az 5 667 677 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás eljárást ismertet folyadék, különösen víz csővezetékben történő kezelésére a vízkő képződésének visszatartása érdekében. Ez a módszer arra épül, hogy elektromágneses mezőt hozzon létre a csövekben, amely taszítja a vízben oldott kalcium- és magnéziumionokat a csövek és berendezések faláról, megakadályozva, hogy vízkő formájában kristályosodjanak, ami lehetővé teszi kazánok, kazánok, hőkezelést. hőcserélők, keményvizes hűtőrendszerek. Ennek a módszernek a hátránya a használt berendezések magas költsége és összetettsége.
A WO 2004016833 számú nemzetközi közzétételi irat olyan eljárást javasol, amely csökkenti a vízkőképződést egy túltelített lúgos vizes oldatnak kitett fémfelületen, amelyből egy bizonyos idő elteltével vízkő képződhet, és magában foglalja a katódpotenciál alkalmazását az említett felületen.
Ez a módszer alkalmazható különféle technológiai folyamatokban, amelyek során a fém vizes oldattal érintkezik, különösen hőcserélőkben. Ennek a módszernek az a hátránya, hogy a katódpotenciál eltávolítása után nem védi a fémfelületet a korróziótól.
Így jelenleg szükség van egy továbbfejlesztett módszer kidolgozására a vízkőképződés megelőzésére a fűtőcsövekben, melegvizes kazánokban és gőzkazánokban, amely gazdaságos és rendkívül hatékony, és hosszú ideig biztosítja a felület korrózió elleni védelmét. kitettség után.
A jelen találmányban a megadott problémát egy olyan módszerrel oldják meg, amely szerint egy áramfelvevő elektromos potenciált hoznak létre egy fémfelületen, amely elegendő ahhoz, hogy semlegesítse a kolloid részecskék és ionok fémfelülethez való tapadási erejének elektrosztatikus összetevőjét.
A találmány rövid leírása
A jelen találmány célja egy továbbfejlesztett eljárás biztosítása vízkő képződés megelőzésére a melegvíz- és gőzkazánok fűtőcsöveiben.
A találmány egy másik célja, hogy biztosítsa annak lehetőségét, hogy megszüntesse vagy jelentősen csökkentse a vízkőmentesítés szükségességét a melegvizes és gőzkazánok működése közben.
A találmány másik célja, hogy megszüntesse annak szükségességét, hogy fogyasztható reagenseket használjon a vízkő és a gőzkazánok fűtőcsöveinek vízkő kialakulásának és korróziójának megelőzésére.
A találmány egy másik célja, hogy lehetővé tegye a munka megkezdését, hogy megakadályozza a vízkő és a korrózió kialakulását a melegvíz- és gőzkazánok fűtőcsöveiben a szennyezett kazáncsöveken.
A találmány tárgya eljárás vízkő képződésének és korróziójának megelőzésére egy vasötvözetből készült fémfelületen, amely érintkezik olyan gőz-víz környezettel, amelyből vízkő képződhet. A megadott módszer abból áll, hogy a meghatározott fémfelületre áramot szállító elektromos potenciált alkalmaznak, amely elegendő ahhoz, hogy semlegesítse a kolloid részecskék és ionok fémfelülethez tapadó erejének elektrosztatikus összetevőjét.
Az igényelt eljárás néhány különleges kiviteli alakja szerint az áramhordozó potenciál a 61-150 V tartományba van állítva. Az igényelt eljárás néhány különleges kiviteli alakja szerint a fent említett vastartalmú ötvözet acél. Bizonyos kiviteli alakokban a fémfelület a melegvizes vagy gőzkazán fűtőcsöveinek belső felülete.
A leírásban ismertetett módszer a következő előnyökkel jár. A módszer egyik előnye a csökkent skálaképződés. A találmány egy másik előnye, hogy egyszer vásárolt működő elektrofizikai berendezést lehet használni anélkül, hogy fogyó szintetikus reagenseket kellene használni. Egy másik előny az a képesség, hogy elkezdhessen dolgozni a piszkos kazáncsöveken.
A találmány technikai eredménye tehát a melegvíz- és gőzkazánok hatékonyságának növelése, a termelékenység növelése, a hőátadás hatékonyságának növelése, a kazán fűtéséhez szükséges üzemanyag -fogyasztás csökkentése, energiatakarékosság stb.
A találmány további technikai eredményei és előnyei közé tartozik a rétegenkénti megsemmisítés és a már kialakult vízkő eltávolításának lehetősége, valamint az új keletkezés megakadályozása.
A RAJZOK RÖVID LEÍRÁSA
Az 1. ábra mutatja a lerakódások eloszlását a kazán belső felületein a találmány szerinti eljárás alkalmazása következtében.
A RÉSZLET RÉSZLETES LEÍRÁSA
A találmány szerinti eljárás abból áll, hogy egy fémfelületre, amely hajlamos a vízkőképződésre, olyan áramhordozó elektromos potenciált alkalmazunk, amely elegendő ahhoz, hogy semlegesítse a kolloid részecskék és a pikkelyeket képező ionok fémfelülethez tapadó erejének elektrosztatikus komponensét.
A "vezetőképes elektromos potenciál" kifejezés abban az értelemben, ahogyan azt ebben az alkalmazásban használják, váltakozó potenciált jelent, amely semlegesíti az elektromos kettős réteget a fém és a gőz-víz közeg közötti határfelületen, ami vízkő kialakulásához vezet.
Amint az a szakember számára ismert, a fémben lévő töltéshordozók, amelyek a fő töltéshordozókhoz - elektronokhoz képest - lassúak, kristályszerkezetének diszlokációi, amelyek elektromos töltést hordoznak és diszlokációs áramokat képeznek. A kazán fűtőcsöveinek felszínére kerülő áramok a vízkő kialakulása során az elektromos kettős réteg részét képezik. A vezetőképes, elektromos, lüktető (vagyis váltakozó) potenciál elindítja a diszlokációk elektromos töltésének eltávolítását a fémfelületről a talajra. Ebből a szempontból a diszlokációs áramok vezetője. Ennek az áramhordozó elektromos potenciálnak a hatására az elektromos kettős réteg megsemmisül, és a mérleg fokozatosan szétesik, és iszap formájában átjut a kazánvízbe, amelyet időszakos lefúvásokkal eltávolítanak a kazánból.
Így a "vezetőképesség" kifejezés érthető a szakterületen jártas szakember számára, és ezen túlmenően a technika állásából is ismert (lásd például a RU 2128804 C1 számú szabadalmat).
Például egy, a RU 2100492 C1 dokumentumban leírt eszköz, amely frekvenciaváltóval és pulzáló potenciálszabályozóval ellátott konvertert, valamint impulzus alakszabályozót tartalmaz, használható eszközként áramvezető elektromos potenciál létrehozására. Ennek az eszköznek a részletes leírását a RU 2100492 C1 sz. Bármilyen más hasonló eszköz is használható, amint azt a szakember érti.
A találmány szerinti vezetőképes elektromos potenciál alkalmazható a fémfelület bármely részén, a kazán aljától távol. Az alkalmazás helyét az igényelt módszer alkalmazásának kényelme és / vagy hatékonysága határozza meg. A szakember az itt közölt információk felhasználásával és szabványos vizsgálati eljárások alkalmazásával képes lesz meghatározni az áramvezető elektromos potenciál optimális helyét.
A jelen találmány néhány kiviteli alakjában az áramvezető elektromos potenciál változó.
A találmány szerinti vezetőképes elektromos potenciál különböző időtartamokra alkalmazható. A potenciál alkalmazási idejét a fémfelület szennyeződésének jellege és foka, a felhasznált víz összetétele határozza meg, hőmérsékleti rendszer valamint a fűtőberendezés működésének jellemzői és más, a szakember számára ismert tényezők. A szakterületen jártas személy az ebben a leírásban közölt információk felhasználásával és szabványos vizsgálati módszerek alkalmazásával képes lesz meghatározni az áramelvezető elektromos potenciál alkalmazásának optimális idejét, a fűtés céljai, feltételei és állapota alapján. eszköz.
A tapadási erő elektrosztatikus komponensének semlegesítéséhez szükséges áramhordozó potenciál nagyságát a kolloidkémia területén jártas szakember határozhatja meg a technika állásából ismert információk alapján, például a Deryagin BV, Churaev NV, Muller VM Surface Forces, Moszkva, Nauka, 1985. Bizonyos kiviteli alakokban az áramvezető elektromos potenciál 10 V és 200 V közötti, előnyösebben 60 V és 150 V közötti, még előnyösebben 61 V és 150 V közötti érték. A 61 V-tól 150 V-ig terjedő áramvezető elektromos potenciál az elektromos kettősréteg kisüléséhez vezet, ami az alapja a skála tapadási erőinek elektrosztatikus összetevőjének, és ennek következtében a skála. A 61 V alatti áramvezető potenciál értékei nem elegendőek a skála elpusztításához, és az 150 V feletti áramhordozó potenciál értékeinél valószínűleg megkezdődik a fűtőcsövek fémének nemkívánatos elektroeroserikus megsemmisítése.
Az a fémfelület, amelyre a találmány szerinti módszer alkalmazható, a következő hőtechnikai eszközök része lehet: gőz- és melegvizes kazánok fűtőcsövei, hőcserélők, kazánberendezések, párologtatók, fűtővezetékek, lakóépületek fűtési rendszerei és ipari létesítmények a jelenlegi üzemeltetés során. Ez a lista szemléltető jellegű, és nem korlátozza azon eszközök listáját, amelyekre a jelen találmány szerinti eljárás alkalmazható.
Bizonyos kiviteli alakokban a vastartalmú ötvözet, amelyből a fémfelület készül, és amelyre a találmány szerinti eljárás alkalmazható, lehet acél vagy más vastartalmú anyag, például öntöttvas, kovar, fechral, transzformátor acél , alsifer, magnico, alnico, króm-acél, Invar stb. A szakterületen jártas szakember a technika állásából ismert ismeretek alapján képes lesz olyan vastartalmú ötvözetek készítésére, amelyek a jelen találmány szerint használhatók.
A jelen találmány néhány kiviteli alakja szerint a vizes közeg, amelyből vízkő képződhet, a csapvíz. A vizes közeg lehet oldott fémvegyületeket tartalmazó víz is. Az oldott fémvegyületek lehetnek vas- és / vagy alkáliföldfémvegyületek. A vizes közeg lehet vas és / vagy alkáliföldfém -vegyületek kolloid részecskéinek vizes szuszpenziója is.
A jelen találmány szerinti eljárás eltávolítja a korábban képződött lerakódásokat, és reagensmentes eszközként szolgál a belső felületek tisztítására a fűtőberendezés működése közben, ezáltal biztosítva a vízkőmentes üzemmódot. Ebben az esetben a zóna mérete, amelyen belül a vízkő és a korrózió megelőzése megvalósul, jelentősen meghaladja a vízkő hatékony megsemmisítésének zónáját.
A találmány szerinti eljárásnak a következő előnyei vannak:
Nem igényel reagensek használatát, azaz környezetbarát;
Könnyen megvalósítható, nem igényel speciális eszközöket;
Lehetővé teszi a hőátadási együttható növelését és a kazánok hatékonyságának növelését, ami jelentősen befolyásolja gazdasági teljesítmény művei;
Használható az előmelegített vízkezelési módszerek kiegészítéseként vagy külön-külön;
Lehetővé teszi a víz lágyítási és légtelenítési folyamatainak elhagyását, ami nagyban leegyszerűsíti a kazánházak technológiai sémáját, és lehetővé teszi a költségek jelentős csökkentését az építés és az üzemeltetés során.
A módszer lehetséges objektumai lehetnek melegvizes kazánok, hulladékhő kazánok, zárt hőellátó rendszerek, termikus sótalanító berendezések tengervíz, gőzátalakító berendezések stb.
A korróziós sérülések hiánya, a vízkő képződése a belső felületeken lehetőséget teremt az alapvetően új szerkezeti és elrendezési megoldások kifejlesztésére az alacsony és közepes teljesítményű gőzkazánok számára. Ez lehetővé teszi a hőfolyamatok erősödése miatt a gőzkazánok tömegének és méreteinek jelentős csökkentését. Adja meg a fűtési felületek meghatározott hőmérsékleti szintjét, és ezáltal csökkentse az üzemanyag -fogyasztást, a füstgázok mennyiségét és csökkentse a légkörbe történő kibocsátását.
PÉLDA A VÉGREHAJTÁSRA
A találmány szerinti eljárást az "Admiralteyskie Verfi" és a "Krasny Khimik" kazánüzemekben tesztelték. Kimutatták, hogy a találmány szerinti eljárás hatékonyan távolítja el a lerakódásokat a kazánok belső felületeiről. E munkák során 3-10% egyenértékű üzemanyag-megtakarítást értek el, míg a megtakarítási értékek tartománya a kazán egységek belső felületeinek különböző mértékű szennyeződéséhez kapcsolódik. A munka célja annak az eljárásnak a hatékonyságának felmérése volt, amely biztosítja a közepes teljesítményű gőzkazánok reagensmentes, vízkőmentes működését kiváló minőségű vízkezelés, a víz-kémiai rendszer és a magas a berendezések működésének professzionális szintje.
A találmány szerinti eljárás tesztelését a TEK SPb Állami Egységes Vállalat délnyugati részlegének 4. Krasznoszkaja kazánházának 3. számú DKVr 20/13 számú gőzkazánján végeztük. A kazánegység üzemeltetése szigorúan az előírásoknak megfelelően történt normatív dokumentumok... A kazán minden szükséges eszközzel fel van szerelve a működési paraméterek ellenőrzésére (a keletkező gőz nyomása és áramlási sebessége, a betáplált víz hőmérséklete és áramlási sebessége, a fúvólevegő és az üzemanyag nyomása az égőkön, vákuum a kazán fő szakaszaiban) a kazán egység gázútja). A kazán gőzkapacitását 18 t / h szinten tartottuk, a gőznyomás a kazán dobjában 8,1… 8,3 kg / cm 2 volt. A gazdaságosító fűtési üzemmódban működött. A forrásvíz a városi vízellátás volt, amely megfelelt a GOST 2874-82 "Ivóvíz" követelményeinek. Meg kell jegyezni, hogy a vas -vegyületek mennyisége a megadott kazánházba történő bemenetnél általában meghaladja szabályozási követelmények(0,3 mg / l) és 0,3-0,5 mg / l, ami a belső felületek intenzív túlburjánzásához vezet mirigyes vegyületekkel.
A módszer hatékonyságának értékelését a kazán belső felületeinek állapotának megfelelően végeztük.
A találmány szerinti eljárás hatásának értékelése a kazánberendezés belső fűtőfelületeinek állapotára.
A vizsgálatok megkezdése előtt elvégezték a kazán egység belső ellenőrzését, és rögzítették a belső felületek kezdeti állapotát. Az elején elvégezték a kazán előzetes ellenőrzését fűtési szezon, egy hónappal a vegyi tisztítás után. Az ellenőrzés eredményeként kiderült: a dobok felületén sötétbarna színű szilárd szilárd lerakódások vannak, amelyek paramagnetikus tulajdonságokkal rendelkeznek, és feltehetően vas -oxidokból állnak. A lerakódások vastagsága vizuálisan legfeljebb 0,4 mm volt. A kazáncsövek látható részén, főként a tűzhely felé néző oldalon nem találtak folyamatos szilárd lerakódásokat (legfeljebb öt folt 100 mm csőhosszon, 2–15 mm átmérőjű és legfeljebb 0,5 mm vastagságú) vizuálisan).
Az RU 2100492 C1 számú szabadalmi leírásban leírt, áramvezető potenciált létrehozó készüléket az (1) pontban a felső dob nyílásához (2) csatlakoztatta hátoldal kazán (lásd 1. ábra). A vezető elektromos potenciál 100 V volt. A vezető elektromos potenciált 1,5 hónapig folyamatosan fenntartottuk. Ezen időszak végén a kazán egységet kinyitották. A kazánberendezés belső ellenőrzésének eredményeként a lerakódások szinte teljes hiánya (vizuálisan legfeljebb 0,1 mm) a felső és az alsó dob felületén (3) 2-2,5 méteren belül (4. zóna) dobnyílások (a készülék csatlakozási pontja a vezetőképes potenciál létrehozásához (1)). A nyílásoktól 2,5-3,0 m (5. zóna) távolságban a lerakódásokat (6) különálló, 0,3 mm vastagságú tuberkulák (foltok) formájában őrizték meg (lásd 1. ábra). Továbbá, ahogy elöl haladunk (a nyílásoktól 3,0-3,5 m távolságra), szilárd lerakódások (7) 0,4 mm-ig vizuálisan kezdenek megjelenni, azaz ezen a távolságon a készülék csatlakozási pontjától a jelen találmány szerinti tisztítási módszer hatása gyakorlatilag nem jelentkezett. A vezető elektromos potenciál 100 V volt. A vezető elektromos potenciált 1,5 hónapig folyamatosan fenntartottuk. Ezen időszak végén a kazán egységet kinyitották. A kazán belső ellenőrzésének eredményeként megállapítást nyert, hogy a dob alsó nyílásaitól számított 2-2,5 méteren belül szinte nincs lerakódás (vizuálisan legfeljebb 0,1 mm) a felső és az alsó dob felületén. a készülék csatlakoztatása az áramvezető potenciál létrehozásához). A nyílásoktól 2,5-3,0 m távolságban a lerakódásokat különálló, 0,3 mm vastagságú tuberkulák (foltok) formájában őrizték meg (lásd 1. ábra). Továbbá, ahogy haladunk előre (a nyílásoktól 3,0-3,5 m távolságra), a szilárd lerakódások vizuálisan 0,4 mm-ig kezdődnek, azaz ezen a távolságon a készülék csatlakozási pontjától a jelen találmány szerinti tisztítási módszer hatása gyakorlatilag nem jelentkezett.
A kazáncsövek látható részén, a dobok nyílásaitól 3,5-4,0 m-en belül szinte teljesen hiányoztak a lerakódások. Továbbá, ahogy elöl haladtunk, nem találtunk folyamatos szilárd lerakódásokat (legfeljebb öt folt 100 p.mm -en, 2–15 mm méretű és 0,5 mm vastagságú vizuálisan).
E tesztlépés eredményeként azt a következtetést vontuk le, hogy a jelen találmány szerinti eljárás, reagensek használata nélkül, hatékonyan lebontja a korábban képződött lerakódásokat, és skálamentes üzemmódot biztosít a kazán számára.
A tesztelés következő szakaszában az áramvezető potenciált létrehozó eszközt a "B" ponthoz csatlakoztattuk, és a vizsgálatok további 30-45 napig folytatódtak.
A kazánegység következő nyitását 3,5 hónapos folyamatos működés után végezték el.
A kazán egység ellenőrzése azt mutatta, hogy a korábban megmaradt lerakódások teljesen megsemmisültek, és csak kis mennyiségben maradtak fenn a forrásban lévő csövek alsó szakaszaiban.
Ez lehetővé tette számunkra a következő következtetések levonását:
A zóna mérete, amelyen belül a kazán egység skála nélkül működik, jelentősen meghaladja a lerakódások hatékony megsemmisítési zónájának méreteit, ami lehetővé teszi az áramvezető potenciál csatlakozási pontjának későbbi átvitelét a teljes belső felület tisztításához a kazánt, majd tartsa fenn a vízkőmentes üzemmódot;
A korábban kialakult lerakódások megsemmisítését és újak kialakulásának megakadályozását különböző jellegű folyamatok biztosítják.
Az ellenőrzés eredményei alapján úgy döntöttek, hogy a vizsgálatokat a fűtési időszak végéig folytatják azzal a céllal, hogy véglegesen megtisztítsák a dobokat és a kazáncsöveket, és kiderítsék a kazán vízkőmentes működésének biztosításának megbízhatóságát. A kazánegység következő nyitását 210 nap elteltével hajtották végre.
A kazán belső ellenőrzésének eredményei azt mutatták, hogy a kazán belső felületeinek tisztítása a felső és az alsó dobon és a kazáncsöveken belül a lerakódások szinte teljes eltávolításával ért véget. A fém teljes felületén vékony, sűrű bevonat képződött, fekete színű, kék foltos volt, amelynek vastagsága még nedves állapotban is (szinte azonnal a kazán felnyitása után) vizuálisan nem haladta meg a 0,1 mm -t .
Ugyanakkor a kazán egység vízkőmentes működésének biztosításának megbízhatósága megerősítést nyert a jelen találmány szerinti eljárás alkalmazása során.
A mágneses fólia védőhatása a készülék leválasztása után legfeljebb 2 hónapig tartott, ami elég ahhoz, hogy biztosítsa a kazán száraz állapotát, amikor tartalékba vagy javításra kerül.
Bár a jelen találmányt a találmány különböző példáihoz és kiviteli alakjaihoz kapcsolódóan ismertettük, meg kell érteni, hogy ez a találmány nem korlátozódik erre, és hogy a következő igénypontok körében is gyakorolható.
1. Eljárás vízkő képződésének megakadályozására vastartalmú ötvözetből készült és gőz-víz környezettel érintkező fémfelületen, amelyből vízkő képződhet, és amely magában foglalja a fémfelületre áramvezető elektromos potenciál alkalmazását a 61 V és 150 V közötti tartományt, hogy semlegesítse az erőtapadás elektrosztatikus komponensét a megadott fémfelület és a kolloid részecskék és ionok között, amelyek skálát képeznek.
A találmány hőenergia -fejlesztésre vonatkozik, és felhasználható gőz- és melegvizes kazánok, hőcserélők, kazánok, párologtatók, fűtővezetékek, lakóépületek és ipari létesítmények fűtési rendszereinek működés közbeni vízkő és korrózió elleni védelmére. Egy módszer, amely megakadályozza a vízkő képződését egy vastartalmú ötvözetből készült és gőz-víz környezettel érintkező fémfelületen, amelyből vízkő képződhet, magában foglalja az említett fémfelületre áramtartó elektromos potenciál alkalmazását a tartományban 61 V -tól 150 V -ig, hogy semlegesítse a tapadóerő elektrosztatikus komponensét a megadott fémfelület és a kolloid részecskék és ionok között, amelyek pikkelyeket képeznek. A műszaki eredmény a melegvíz- és gőzkazánok hatékonyságának és termelékenységének növekedése, a hőátadás hatékonyságának növekedése, biztosítva a rétegek rétegenkénti megsemmisítését és a képződött vízkő eltávolítását, valamint megakadályozva új keletkezését. 2 c.p. f-kristályok, 1 példa, 1 ill.
Gőzkazán balesetek, amelyek szabálysértéssel kapcsolatosak vízrendszert, fém korróziója és eróziója
A normál vízrendszer az egyik alapvető feltételeket a kazánüzem működésének megbízhatósága és hatékonysága. A megnövelt keménységű víz használata a kazánok etetéséhez vízkő kialakulását, túlzott üzemanyag -fogyasztást és a kazánok javításának és tisztításának költségeinek növekedését vonja maga után. Ismeretes, hogy a vízkő kialakulása balesethez vezethet a gőzkazánban a fűtőfelületek túlégése miatt. Ezért a kazánházban a helyes vízrendszert nemcsak a kazánüzem hatékonyságának növelése szempontjából kell figyelembe venni, hanem a balesetek elleni küzdelem legfontosabb megelőző intézkedésének is.
Jelenleg az ipari vállalkozások kazántelepei víztisztító berendezésekkel vannak felszerelve, ezért javultak az üzemi feltételeik, és jelentősen csökkent a vízkőképződés és a korrózió okozta balesetek száma.
Egyes vállalatoknál azonban az adminisztráció, miután hivatalosan teljesítette a kazánellenőrzési szabályok követelményeit a kazánok víztisztító berendezésekkel való felszerelésére vonatkozóan, nem biztosítja ezeknek az üzemeknek a normál működési feltételeit, nem ellenőrzi a tápvíz minőségét és a kazánok fűtőfelületei, lehetővé téve a kazánok vízkő- és iszapszennyeződését. Íme néhány példa a kazán meghibásodására ezen okok miatt.
1. Az előregyártott vasbeton üzem kazánházában a DKVR-6, 5-13 kazán vízrendjének megsértése miatt három falcső szakadt, néhány falcső deformálódott és lyukak keletkeztek sok csövön.
A kazánház kétfokozatú nátrium-kationcserélővel és légtelenítővel rendelkezik, de nem fordítottak megfelelő figyelmet a vízkezelő berendezés normál működésére. A kationitszűrők regenerálására nem került sor utasítás állapította meg Az időzítést, a táp és a kazánvíz minőségét ritkán ellenőrizték, és a kazán időszakos lefutásának időzítését nem figyelték meg. A légtelenítőben lévő vizet nem melegítették fel a kívánt hőmérsékletre, ezért a víz oxigénmentesítése valójában nem következett be.
Azt is megállapították, hogy nyers vizet gyakran szállítottak a kazánba, miközben nem tartották be a "Gőz- és melegvizes kazánok építésének és biztonságos üzemeltetésének szabályai" követelményeit, amelyek szerint a nyersvíz elzáró berendezései vezetéket le kell zárni zárt helyzetben, és minden esetben a tápegységet nyersvíz fel kell jegyezni a vízkezelési naplóba. A vízkezelési napló külön bejegyzéseiből látható, hogy a betáplált víz keménysége elérte a 2 mg-eq / kg-ot vagy azt, míg a kazánellenőrzési szabványok szerint megengedett érték 0,02 mg-eq / kg. Leggyakrabban a következő bejegyzéseket tették a naplóba: "piszkos, kemény víz", anélkül, hogy feltüntették volna a víz kémiai elemzésének eredményeit.
A leállítás után a kazán ellenőrzésekor legfeljebb 5 mm vastag lerakódásokat találtak a falcsövek belső felületén, külön csövek szinte teljesen eltömődött vízkővel és iszappal. A dob belső felületén az alsó részben a lerakódások vastagsága elérte a 3 mm -t, a dob elülső része magasságának harmadával töltött iszappal.
11 hónapig. a baleset előtt hasonló károkat („repedések, dudorok, deformáció) 13 kazáncsőben találtak. A hibás csöveket kicserélték, de a vállalat adminisztrációja megsértette a "Balesetek kivizsgálására vonatkozó utasításokat, de baleseteket okozott a Szovjetunió Állami Műszaki Felügyelete által ellenőrzött vállalkozásoknál és létesítményeknél", nem vizsgálta ki ezt az esetet, és nem tett intézkedéseket a helyzet javítására. a kazánok működési feltételeit.
2. Az erőátviteli rendszeren a nyers vizet 10 t / h kapacitású és 41 kgf / cm2 üzemi nyomású, egydobos vízcsöves árnyékolt gőzkazán táplálásához dolgoztuk fel. A kation és a tod szűrő nem kielégítő működése miatt a lágyított víz maradék keménysége elérte
0,7 mEq / kg a projektben előirányzott 0,01 mEq / kg helyett. A kazánt szabálytalanul kifújták. Javításkor megálláskor a kazándobot és a szitagyűjtőket nem nyitották ki és nem vizsgálták meg. A vízkőlerakódások miatt csőtörés következett be, míg a kemencéből kilépő gőz és égő tüzelőanyag megégette a tárolót.
Baleset nem történhetett volna meg, ha a kazán kemence ajtaját bezárják, ahogy azt a kazánok biztonságos üzemeltetésére vonatkozó szabályok előírják.
3. A cementgyárban üzembe helyeztek egy újonnan összeszerelt, 35 t / h kapacitású és 43 kgf / cm2 üzemi nyomású dobos vízcsöves kazánt vegyszeres vízkezelés nélkül, amelynek telepítését nem fejezték be addigra. Egy hónapig a kazánt kezeletlen víz táplálta. A víz légtelenítését két hónapnál tovább nem végezték, mivel a gőzvezeték nem volt csatlakoztatva a légtelenítőhöz.
A vízszabályok megsértését is engedélyezték. előkészítő berendezések kerültek a munkába. A kazánt gyakran nyers vízzel táplálták; a tisztítási módot nem figyelték meg; a kémiai laboratórium nem ellenőrizte a tápvíz minőségét, mivel azt nem szállították a szükséges reagensekkel.
A nem kielégítő vízrendszer miatt a falcsövek belső felületén lévő lerakódások elérték a 8 mm vastagságot; ennek eredményeként a 36 fali csövön elhajlások alakultak ki "a csövek jelentős része deformálódott, a dob falai belül korrodált.
4. A vasbeton termékek gyárában a Sukhov-Berlin rendszer kazánját elektromágneses módszerrel kezelt víz hajtotta. Ismeretes, hogy ezzel a víztisztítási módszerrel biztosítani kell az iszap időben történő hatékony eltávolítását a kazánból.
A kazán működése során azonban ez a feltétel nem teljesült. A kazánt szabálytalanul fújták ki, nem tartották be a kazán leállításának ütemezését az öblítéshez és a tisztításhoz.
Ennek eredményeként nagy mennyiségű iszap halmozódott fel a kazán belsejében. A csövek hátulja eltömődött iszappal a keresztmetszet 70-80% -áig, az olajteknő-a térfogat 70% -áig, a skála vastagsága a fűtőfelületeken elérte a 4 mm-t. Ez a forrásban lévő csövek, csőrudak és csőszakaszfejek túlmelegedéséhez és deformációjához vezetett.
A jód feldolgozására szolgáló elektromágneses módszer kiválasztásakor ebben az esetben a tápvíz minőségét nem vették figyelembe, és tervezési jellemzők kazán, miközben semmilyen intézkedés nem történt a normál lefúvatási mód megszervezése érdekében, ami az iszap felhalmozódásához és jelentős vízkőlerakódásokhoz vezetett a kazánban.
5. Rendkívül fontossá váltak a racionális vízrendszer megszervezésének kérdései a hőerőművek kazánjai megbízható és gazdaságos működésének biztosítása érdekében.
A lerakódások a kazánegységek fűtőfelületein bonyolult fizikai és kémiai folyamatok eredményeként jönnek létre, amelyekben nemcsak vízkő-képző szerek vesznek részt, hanem fém-oxidok és könnyen oldódó vegyületek is. A lerakódások dialízise azt mutatja, hogy a pikkelyképző szerek sóival együtt jelentős mennyiségű vas-oxidot tartalmaznak, amelyek korróziós folyamatok termékei.
Hazánk az elmúlt években jelentős sikereket ért el a hőerőművek kazánjainak racionális vízrendszerének megszervezésében, valamint a víz és a gőz kémiai ellenőrzésében, valamint korrózióálló fémek és védőbevonatok bevezetésében.
Alkalmazás modern eszközökkel a vízkezelés lehetővé tette az elektromos berendezések működésének megbízhatóságának és hatékonyságának drámai javítását.
Egyes hőerőművekben azonban továbbra is megengedett a vízrendszer megsértése.
Emiatt 1976 júniusában a cellulóz- és papírgyár TPP-jén baleset történt a BKZ-220-100 f típusú gőzkazánon, 220 t / h gőzkapacitással, 100 kgf / gőzparaméterekkel cm2 és 540 ° C, a barnauli kazángyárban gyártották 1964-ben d. Egydobos kazán természetes cirkulációval, U alakú séma szerint. A prizmás égéstér 60 mm külső átmérőjű csövekkel teljesen árnyékolt, 64 mm -es menetemelkedéssel. A szita felületének alsó része úgynevezett hideg tölcsért képez, amelynek lejtői mentén szilárd formában lévő salakrészecskék gurulnak le a salakos komódba. A párologtatási séma kétlépcsős, gőzmosás tápvízzel. Az elpárologtatás első szakasza közvetlenül a kazán dobjába kerül, a második szakasz a külső gőzleválasztó ciklonok, amelyek a szita középső blokkjainak keringési körébe tartoznak.
A kazánt hajtóműve kémiailag tisztított víz (60%) és turbinákból és termelési műhelyekből (40%) származó kondenzátum keveréke. A kazán betáplált vizét a következő séma szerint dolgozzák fel: mész - koaguláció - magnézium -deszilikáció
Tisztítók - kétlépcsős kationizáció.
A kazán az Inta lerakódás szénjéről működik, viszonylag alacsony hamutartalmú olvadásponttal. Üzemanyagként üzemanyagot használnak. A baleset előtt a kazán 73 300 órát dolgozott.
A baleset napján a kazán 00 óra 45 perckor be volt kapcsolva, és a normál üzemmódtól való eltérés nélkül 14 óráig működött. A dobban a nyomás ebben az üzemidő alatt 84-102 kgf / cm2 között maradt gőzfogyasztás 145-180 t / h volt, a hőmérséklet túlhevített gőz -520-535 ° C.
14 óra 10 perckor az elülső képernyő 11 csöve elszakadt a hideg tölcsér zónájában, 3,7 m magasságban, részleges megsemmisítéssel
bélés. Feltételezzük, hogy először a víz vagy két cső szakadása következett be, majd a többi cső szakadása következett. A vízszint meredeken csökkent, és a kazánt leállította az automatikus védelem.
Az ellenőrzés kimutatta, hogy a hideg tölcsér csöveinek kanyarokon kívüli ferde szakaszai megsemmisültek, míg az első első alsó kollektorról két, a másodikból kilenc cső szakadt le. A törés törékeny, a töréspontok szélei tompák és nincsenek elvékonyodva. A szakadt csőszakaszok hossza egy -három méter. A sérült csövek belső felületén, valamint a sértetlen csövekből levágott mintákon akár 2,5 mm vastag laza lerakódásokat találtak, valamint nagyszámú, legfeljebb 2 mm mély gödröt találtak láncban széles két generáció mentén a csőfűtési határ mentén. A korróziós sérülések helyén pusztult el a fém.
A baleset kivizsgálása során kiderült, hogy a kazán üzemelési folyamatának elején a falcsövekben már megtörtek a törések. Így például két hónappal a baleset előtt 6,0 m magasságban elszakadt az elülső szűrőcső. 3 nap elteltével a kazánt ismét leállították, mert az elülső képernyő két csöve elszakadt. Ezekben az esetekben a csövek megsemmisülése a fém korróziós károsodásának eredménye.
A jóváhagyott ütemtervnek megfelelően a kazánt le kellett állítani nagyjavítás a javítási időszakban a hideg tölcsér területén az elülső szita csöveinek cseréjét tervezték. A kazánt azonban nem állították le javításra, és a csöveket sem cserélték ki.
A fém korróziós károsodása a vízrendszer megsértésének következménye volt, amelyet sokáig engedélyeztek a CHP kazánok működése során. A kazánokat magas vas-, réz- és oxigéntartalmú vízzel táplálták. A teljes sótartalom a tápvízben jelentősen meghaladta a megengedett határértékeket, aminek következtében a párolgás első szakaszának köreiben is a sótartalom elérte a 800 mg / kg -ot. A kazánok táplálásához használt 400–600 mg / kg vastartalmú ipari kondenzátumokat nem tisztították meg. Ebből az okból, valamint abból a tényből adódóan, hogy a vízkezelő berendezések nem rendelkeztek megfelelő korróziógátló védelemmel (a védelem részben megvalósult), jelentős lerakódások voltak a csövek belső felületén (akár 1000 g / m2) , főleg vasvegyületekből áll. A tápvíz aminálását és hidratálását csak röviddel a baleset előtt vezették be. A kazánok önindítását és üzemi savmosását nem végezték el.
A baleset bekövetkezését a kazánok műszaki üzemeltetésére vonatkozó szabályok egyéb megsértése is elősegítette. A CHP -üzemekben a kazánokat nagyon gyakran égetik, és a legnagyobb számú gyújtás abban a kazánban történt, amellyel a baleset történt. A kazánok gőzfűtésre alkalmas eszközökkel vannak felszerelve, de nem gyújtásra használták őket. A gyújtás során a szitagyűjtők mozgását nem ellenőrizték.
Annak érdekében, hogy tisztázzuk a korróziós folyamat jellegét, és megtudjuk a gödrök kialakulásának okait, főleg az első képernyő első két paneljén, és ezeknek a gödröknek a láncok formájában való elhelyezkedését, a balesetvizsgálat anyagait elküldték a CKTI. Ezen anyagok mérlegelésekor felhívták a figyelmet arra, hogy
a kazánok élesen változó terheléssel működtek, miközben a gőztermelés jelentős csökkenését (90 t / h -ig) megengedték, amelynél a keringés helyi zavara lehetséges. A kazánokat elbocsátották a következő módon: a gyújtás kezdetén két fúvóka volt bekapcsolva, szemben (átlósan). Ez a módszer a folyamat lassulásához vezetett. természetes keringés az első és a második előlap képernyőjén. Ezeken a képernyőkön találták a fekélyes elváltozások fő fókuszát. A tápvízben időnként nitritek jelentek meg, amelyek koncentrációját nem ellenőrizték.
A baleseti anyagok elemzése, figyelembe véve a fenti hiányosságokat, okot adott azt feltételezni, hogy a gödrök láncainak kialakulása az elülső képernyő csöveinek belső felületein a hideg tölcsér lejtőjén. az elektrokémiai korrózió aluliszaposodásának hosszú folyamata. Ennek a folyamatnak a depolarizátorai nitritek és vízben oldott oxigén voltak.
A gödrök láncok formájában történő elrendezése nyilvánvalóan a kazán működésének eredménye, amely a gyújtás során bizonytalan természetes keringési folyamat mellett történik. A keringés kezdetének időszakában a hideg tölcsér ferde csöveinek felső generációján pórusbuborékok keletkeznek, ami az időfázis -szétválasztás körüli elektrokémiai folyamatok során a fémben lokális hőpulzációt okoz. . Ezek a helyek voltak a fekélyláncok kialakulásának központjai. Az elülső képernyő első két paneljében a gödrök túlnyomó többsége hibás gyújtási mód eredménye volt.
6. A TYTs vb-n a 230 t / h gőzkapacitású, 100 kgf / cm2 és 540 ° C gőzparaméterekkel rendelkező PK-YUSh-2 kazán működése közben gőzölést figyeltek meg a gyűjtőfejből. friss gőzt a fő biztonsági szelephez. Az ágat hegesztéssel kötik össze a gyűjtőcsatornába hegesztett öntött pólóval.
A kazánt vészhelyzetben leállították. A vizsgálat során gyűrű alakú repedést találtak a cső alsó részén (168X13 mm) a kanyar vízszintes szakaszában, annak a helynek a közvetlen közelében, ahol a kanyar csatlakozott az öntött pólóhoz. A repedés hossza a külső felületen 70 mm, a belső felületen pedig 110 mm. A cső belső felületén a sérülés helyén nagyszámú korróziós gödröt és egyedi repedést találtak, amelyek a fővel párhuzamosan helyezkednek el.
A metallográfiai elemzés megállapította, hogy a repedések a szénmentesített fémréteg gödreiből indulnak ki, majd transzkristályosak a csőfelületre merőleges irányban. A csőfém mikrostruktúrája ferritszemcsék és vékony gyöngyláncok a szemcsehatárok mentén. Az MRTU 14-4-21-67 függeléke formájában megadott skálán a mikrostruktúra 8 ponttal értékelhető.
A sérült csőfém kémiai összetétele megfelel a 12Kh1MF acélnak. A mechanikai tulajdonságok megfelelnek a követelményeknek műszaki feltételek szállítás. A csőátmérő a sérült területen nem haladja meg a plusz tűrést.
A biztonsági szelep vízszintes elágazása beállítatlan rögzítőrendszerrel tekinthető konzolos gerendának, amely az elosztóban mereven rögzített pólóhoz van hegesztve, maximális hajlítási feszültségekkel a lezárási ponton, azaz azon a területen, ahol a cső megsérült. Hiányzással
vízelvezetés az ágban és ellenlejtés jelenléte, a biztonsági szelep és az élő gőz gyűjtőfej közötti szakaszon lévő rugalmas hajlítás miatt, a cső tee előtti alsó részén, állandó felhalmozódás kis mennyiségű kondenzátum lehetséges, amely a leállások, a kazán konzerválása és beindítása során dúsul, oxigén a levegőből. Ilyen körülmények között a fém korróziós korrózió lépett fel, és a kondenzátum és a húzófeszültségek együttes hatása a fémre okozta a korrózió repedését. Működés közben a fémben a korróziós gödrök és sekély repedések helyén fáradtságkorróziós repedések alakulhatnak ki a környezet agresszív hatása és a váltakozó feszültségek hatására, ami nyilvánvalóan ebben az esetben történt.
Annak érdekében, hogy megakadályozzuk a kondenzátum felhalmozódását, gőz fordított keringést hajtottunk végre a kimeneten. Ehhez közvetlenül a fő biztonsági szelep előtt lévő kivezetőcsövet fűtővezetékkel (10 mm átmérőjű csövek) kötötték a túlhevítő közbenső kamrájához, amelyen keresztül a gőzt 430 ° C hőmérsékleten szállítják. Kis nyomáskülönbséggel (legfeljebb 4 kgf / cm2) folyamatos gőzáram és a kanyarban lévő közeg hőmérséklete legalább 400 ° C. A kanyar rekonstrukcióját a PK-YuSh- 2 CHPP.
A PK-YuSh-2 és hasonló kazánok fő biztonsági szelepeinek kimeneteinek károsodásának elkerülése érdekében ajánlott:
Ellenőrizze ultrahanggal a hajlítócsövek alsó félkörzetét azokon a helyeken, ahol a pólókhoz vannak hegesztve;
Ellenőrizze, hogy betartották -e a szükséges lejtéseket, és szükség esetén állítsa be a gőzvezetékek rögzítőrendszereit a fő biztonsági szelepekhez, figyelembe véve a gőzvezetékek tényleges állapotát (szigetelési súly, csövek tényleges súlya, korábban elvégzett rekonstrukciók) ;
Fordított gőzáramlás a kimenetekben a fő biztonsági szelepek felé; a fűtő gőzcső kialakítását és belső átmérőjét minden esetben egyeztetni kell a berendezés gyártójával;
Minden zsákutca bekapcsolva biztonsági szelepek szigetelje alaposan.
(Az expresszből - SCSTI ORGRES információi - 1975)
Számos erőmű alacsony hőmérsékletű és alacsony keménységű folyóvizet és csapvizet használ a fűtési hálózatok táplálására. A folyóvíz további kezelése a vízművekáltalában a pH csökkenéséhez, a lúgosság csökkenéséhez és a maró szén -dioxid tartalom növekedéséhez vezet. Az agresszív szén -dioxid megjelenése lehetséges a közvetlen vízfelvétellel rendelkező nagyméretű hőellátó rendszerek savanyítási rendszereiben is forró víz(2000-3000 t / h). A vízlágyítás a Na -kationizációs séma szerint növeli agresszivitását a természetes korróziógátlók - keménységű sók - eltávolítása miatt.
A rosszul beállított vízlevegőztetés és az oxigén- és széndioxid -koncentráció esetleges növekedése miatt, mivel nincsenek kiegészítő védőintézkedések a hőellátó rendszerekben, csővezetékek, hőcserélők, tárolótartályok és egyéb berendezések érzékenyek a belső korrózióra.
Ismeretes, hogy a hőmérséklet emelkedése elősegíti a korróziós folyamatok kialakulását, amelyek mind az oxigén felszívódásával, mind a hidrogén fejlődésével együtt jelentkeznek. A hőmérséklet 40 ° C feletti emelkedésével az oxigén és a szén -dioxid korróziós formái jelentősen megnövekednek.
Az aluliszaposodás korróziójának egy speciális típusa jelentkezik jelentéktelen maradék oxigéntartalom esetén (ha a PTE szabványai teljesülnek), és ha a vas -oxidok mennyisége meghaladja a 400 μg / dm 3 -et (Fe -ben kifejezve). Ezt a korróziótípust, amelyet korábban a gőzkazánok üzemeltetésének gyakorlatában ismertek, viszonylag gyenge fűtés és hőterhelés hiányában fedezték fel. Ebben az esetben a laza korróziós termékek, amelyek főként hidratált háromértékű vas -oxidokból állnak, a katódos folyamat aktív depolarizátorai.
A fűtőberendezések működése során gyakran megfigyelhető a réskorrózió, vagyis a fém szelektív, intenzív korróziópusztulása a résben (rés). A keskeny résekben végbemenő folyamatok jellemzője, hogy az oldat térfogatában lévő koncentrációhoz képest csökkent oxigénkoncentráció és a korróziós reakció termékeinek lassabb eltávolítása. Az utóbbi felhalmozódása és hidrolízise következtében az oldat pH -értékének csökkenése lehetséges a résben.
A nyitott vízbevezetésű fűtőhálózat légtelenített vízzel történő folyamatos feltöltésével a csővezetékben átmenő lyukak képződésének lehetősége teljesen kizárt, csak normál hidraulikus üzemmódban, amikor a hőellátó rendszer minden pontján folyamatosan karbantartják túlnyomás légköri fölött.
A melegvizes kazánok és más berendezések csöveinek gödrös korróziójának okai a következők: a pótvíz rossz minőségű légtelenítése; alacsony pH-érték az agresszív szén-dioxid jelenléte miatt (akár 10-15 mg / dm 3); a vas (Fe 2 O 3) oxigénkorróziós termékeinek felhalmozódása a hőátadó felületeken. A megnövekedett vas -oxid -tartalom a hálózati vízben hozzájárul a kazán fűtőfelületeinek vas -oxid -lerakódások által történő sodródásához.
Számos kutató elismeri, hogy fontos szerepet játszik a melegvizes kazánok csöveinek rozsdásodási folyamatában az iszapkorrózió előfordulásában, amikor nem tesznek megfelelő intézkedéseket a parkolási korrózió megelőzésére. A kazánok nedves felületén a légköri levegő hatására keletkező korróziós központok továbbra is működnek a kazánok működése közben.
a) Oxigén korrózió
Leggyakrabban a kazánberendezések acélvíz-megtakarítói szenvednek oxigénkorróziótól, amelyek a telepítés után 2-3 év múlva meghibásodnak, ha a tápvíz nem kielégítő légtelenítése.
Az acélökonomizátorok oxigénkorróziójának közvetlen eredménye lyukak képződése a csövekben, amelyeken keresztül nagy sebességgel áramlik ki a víz. Az ilyen fúvókák, amelyek a szomszédos cső falára irányulnak, képesek elkopni az átmenő lyukak kialakulásáig. Mivel a gazdaságosító csövek elég kompaktan vannak elhelyezve, így a kialakult korrozív fisztula tömeges károsodást okozhat a csövekben, ha a kazán egység a megjelenő fistulával hosszú ideig üzemben marad. Az öntöttvas ökonomizátorokat nem károsítja az oxigénkorrózió.
Oxigén korrózió a gazdaságosítók bejárati szakaszai gyakrabban vannak kitéve. A tápvíz jelentős oxigénkoncentrációjával azonban a kazánba is behatol. Itt főként dobok és csövek vannak kitéve oxigénkorróziónak. Az oxigénkorrózió fő formája a mélyedések (gödrök) kialakulása a fémben, ami fisztulák kialakulásához vezet.
A nyomás növekedése fokozza az oxigénkorróziót. Ezért a légtelenítőkben még az oxigén "áttörései" is veszélyesek a 40 atm és annál nagyobb nyomású kazánok számára. A víz összetétele, amellyel a fém érintkezik, elengedhetetlen. Kis mennyiségű lúg jelenléte fokozza a korrózió lokalizációját, a kloridok jelenléte eloszlatja a felületen.
b) Parkolási korrózió
Az üresjáratú kazán egységeket az elektrokémiai korrózió befolyásolja, amelyet parkolásnak neveznek. Az üzemi feltételeknek megfelelően a kazánokat gyakran üzemen kívül helyezik, tartalékba helyezik vagy hosszú időre leállítják.
Amikor a kazánkészüléket tartalékban leállítják, a benne lévő nyomás csökkenni kezd, és vákuum jelenik meg a dobban, ami miatt levegő jut be, és oxigénnel gazdagítja a kazán vizét. Ez utóbbi feltételeket teremt az oxigénkorrózió megjelenéséhez. Még akkor sem, ha a vizet teljesen eltávolítják a kazánból, a belső felülete soha nem száraz. A levegő hőmérsékletének és páratartalmának ingadozása azt a jelenséget okozza, hogy a kazán belsejében lévő légkörből pára csapódik le. Ha a fém felületén egy fólia van, amely oxigénnel dúsított, amikor a levegő rendelkezésre áll, kedvező feltételeket teremt az elektrokémiai korrózió kialakulásához. Ha a kazán belső felületén olyan lerakódások vannak, amelyek feloldódhatnak a nedvességrétegben, a korróziós ráta jelentősen megnő. Hasonló jelenségek figyelhetők meg például a túlmelegedőkben, amelyek gyakran parkolási korróziót szenvednek.
Ha a kazán belső felületén lerakódások vannak, amelyek feloldódhatnak a nedvességfilmben, a korrózió intenzitása jelentősen megnő. Hasonló jelenségek figyelhetők meg például a túlmelegedőkben, amelyek gyakran parkolási korróziót szenvednek.
Ezért, amikor a kazán egységet hosszú ideig üzemen kívül helyezi, ki kell öblítéssel eltávolítani a meglévő lerakódásokat.
Parkolási korrózió komoly károkat okozhat a kazán egységekben, ha nem tesznek különleges óvintézkedéseket. Veszélye abban is rejlik, hogy az általa az inaktivitás időszakában létrehozott korróziós központok a munka során továbbra is működnek.
Annak érdekében, hogy megvédje a kazán egységeket a parkolás korróziójától, meg kell őrizni őket.
c) Granuláris korrózió
Intergranuláris korrózió gőzkazán egységek szegecselt varrataiban és gördülő kötéseiben keletkezik, amelyeket a kazánvíz lemos. Jellemzője, hogy a fémben először nagyon vékony, a szem számára észrevehetetlen repedések jelennek meg, amelyek nagy látható repedésekké alakulnak. Ezek áthaladnak a fém szemcséi között, ezért ezt a korróziót szemcsék közötti korróziónak nevezik. A fém megsemmisülése ebben az esetben deformáció nélkül történik, ezért ezeket a töréseket törékenynek nevezzük.
A tapasztalatok azt mutatják, hogy a szemcsék közötti korrózió csak akkor következik be, ha egyszerre három körülmény van jelen:
1) Nagy szakítófeszültség a fémben, közel a folyási ponthoz.
2) Szivárgás a szegecselt varratokban vagy a hengerelt kötésekben.
3) A kazánvíz agresszív tulajdonságai.
A fenti feltételek egyikének hiánya kizárja a törékeny törések megjelenését, amelyet a gyakorlatban a szemcsék közötti korrózió leküzdésére használnak.
A kazánvíz agresszivitását a benne oldott sók összetétele határozza meg. A fontosság maró szódát tartalmaz, amely nagy koncentrációban (5-10%) reagál a fémmel. Ilyen koncentrációt a szegecselt varratok és gördülő kötések szivárgásaiban érnek el, amelyekben a kazánvíz elpárolog. Ezért a szivárgások jelenléte a megfelelő körülmények között törékeny törések megjelenéséhez vezethet. Ezenkívül a kazánvíz agresszivitásának fontos mutatója a relatív lúgosság - Schot.
d) Gőzvíz korrózió
A gőz-víz korrózió egy fém megsemmisülése a vízgőzzel való kémiai kölcsönhatás eredményeként: ЗFe + 4H20 = Fe304 + 4H2
A fém megsemmisülése lehetséges a szénacéloknál, ha a cső falának hőmérséklete 400 ° C -ra emelkedik.
A korróziós termékek hidrogéngáz és magnetit. A gőzvíz korróziónak egységes és helyi (helyi) jellege van. Az első esetben korróziós termékek rétege képződik a fém felületén. A korrózió helyi jellege fekélyek, barázdák, repedések formájában jelentkezik.
A gőzkorrózió fő oka a csőfal kritikus hőmérsékletre való felmelegedése, amelynél a fém víz által történő oxidációja felgyorsul. Ezért a gőz-víz korrózió elleni küzdelem a fém túlmelegedésének okainak kiküszöbölésével történik.
Gőz-víz korrózió nem lehet kiküszöbölni a kazánegység víz-kémiai rendszerének némi változtatásával vagy javításával, mivel ennek a korróziónak az okai a kemencében és a kazánon belüli hidrodinamikai folyamatokban, valamint az üzemi feltételekben rejlenek.
e) Iszapkorrózió
Ez a fajta korrózió a kazán egység csőjének belső felületén kialakult iszapréteg alatt következik be, mivel a kazán nem megfelelően tisztított vízzel rendelkezik.
Az iszap alatti korrózióból származó fémkárok helyi (fekélyes) jellegűek, és általában a cső kemence felé eső fél kerületén helyezkednek el. A keletkező fekélyek héj alakúak, átmérőjük legfeljebb 20 mm, vas -oxidokkal töltve, "tuberkulust" képezve a fekély alatt.
