Korroosio kattilassa. Putkilinjojen ja kuumavesikattiloiden korroosio. d) Höyry-vesikorroosio
2.1. lämmityspinnat.
Lämmityspintojen putkien tyypillisimpiä vaurioita ovat: seula- ja kattilaputkien pinnan halkeamat, putkien ulko- ja sisäpintojen syövyttävä eroosio, repeämät, putkiseinien oheneminen, halkeamat ja kellojen tuhoutuminen.
Syyt halkeamien, repeämien ja fisteleiden esiintymiseen: suolojen, korroosiotuotteiden, hitsaussalaman putkissa olevat kerrostumat, jotka hidastavat kiertoa ja aiheuttavat metallin ylikuumenemista, ulkoiset mekaaniset vauriot, vesikemiallisen järjestelmän rikkominen.
Putkien ulkopinnan korroosio jaetaan matalan lämpötilan ja korkean lämpötilan korroosioon. Matalissa lämpötiloissa korroosiota esiintyy puhallinasennuksissa, kun virheellisen käytön seurauksena pääsee kondensoitumaan noen peittämille lämmityspinnoille. Tulistimen toisessa vaiheessa voi tapahtua korkean lämpötilan korroosiota rikkipitoista polttoöljyä poltettaessa.
Yleisin putkien sisäpinnan korroosio tapahtuu, kun kattilaveden sisältämät syövyttävät kaasut (happi, hiilidioksidi) tai suolat (kloridit ja sulfaatit) joutuvat vuorovaikutukseen putkimetallin kanssa. Korroosio sisäpinta putkien muodostuminen ilmenee taskujälkien, haavaumien, kuorien ja halkeamien muodostumisena.
Putkien sisäpinnan korroosio sisältää myös: happipysäköintikorroosion, kattilan ja sihtiputkien alilietteen alkalisen korroosion, korroosioväsymisen, joka ilmenee kattilan ja sihtiputkien halkeamien muodossa.
Virumisen aiheuttamille putkivaurioille on ominaista halkaisijan kasvu ja pitkittäisten halkeamien muodostuminen. Muodonmuutoksia putken mutkissa ja hitsatut liitokset voi olla eri suunnat.
Putkissa tapahtuu palamista ja hilseilyä niiden ylikuumenemisen seurauksena lasketun lämpötilan yläpuolelle.
Tärkeimmät manuaalisen kaarihitsauksen hitsien vauriot ovat fistelit, jotka syntyvät tunkeutumisen puutteesta, kuonasulkeutumisesta, kaasuhuokosista ja putkien reunojen yhteensulautumattomuudesta.
Tulistimen pinnan pääasialliset viat ja vauriot ovat: korroosio ja hilseily putkien ulko- ja sisäpinnoilla, halkeamat, riskit ja putkimetallin irtoaminen, fistelit ja putkien repeämät, putkien hitsien viat, jäännösmuodonmuutos hiipimisen tulos.
Hitsaustekniikan rikkomista aiheuttavat käämien ja jakoliitosten saumojen vauriot ovat muodoltaan rengashalkeamia sulatuslinjaa pitkin kelan tai liitosten sivulta.
Tyypillisiä toimintahäiriöitä, joita esiintyy kattilan DE-25-24-380GM pintajäähdyttimen käytön aikana, ovat: putkien sisäinen ja ulkoinen korroosio, halkeamat ja fistelit hitsatuissa osissa
putkien saumat ja mutkat, korjausten aikana mahdollisesti ilmenevät kuoret, laippojen peilien riskit, laippaliitosten vuodot laippojen kohdistusvirheestä. Kattilan hydraulitestauksen yhteydessä voit
määrittää vain vuotojen esiintyminen jäähdyttimessä. Piilotettujen vikojen tunnistamiseksi on suoritettava yksittäinen höyrystimen hydraulinen testi.
2.2. Kattilan rummut.
Tyypillisiä kattilan rumpujen vaurioita ovat: halkeamia-repeämiä vaipan ja pohjan sisä- ja ulkopinnalla, halkeamia-repeämiä ympärillä putken reikiä rumpujen sisäpinnalla ja putkien reikien lieriömäisellä pinnalla kuorien ja pohjien rakeiden välinen korroosio, vaipan ja pohjan pintojen korroosioerottuminen, rummun oduliinien (pullistusten) soikeaisuus putkien pinnoilla rummut uuniin päin, mikä johtuu polttimen lämpötilavaikutuksesta yksittäisten vuorauksen osien tuhoutuessa (tai katoamisessa).
2.3. Kattilan metallirakenteet ja vuoraus.
Ennaltaehkäisevän työn laadusta sekä kattilan käyttötavoista ja -ajoista riippuen sen metallirakenteissa voi olla seuraavia vikoja ja vaurioita: telineiden ja liitosten murtumia ja taivutuksia, halkeamia, metallipinnan korroosiovaurioita.
Pitkittyneen lämpötilojen altistumisen, halkeilun ja muotoillun tiilen eheyden rikkomisen seurauksena, joka on kiinnitetty tappeihin ylempään rumpuun uunin sivulta, sekä halkeamia tiilestä pitkin alarumpua ja tulisijaa uuni, tapahtuu.
Erityisen yleistä on polttimen tiilisauman tuhoutuminen ja geometristen mittojen rikkominen tiilen sulamisen vuoksi.
3. Kattilan elementtien kunnon tarkastus.
Korjaukseen otettujen kattilan elementtien kunnon tarkastus suoritetaan hydraulisen testin tulosten, ulkoisen ja sisäisen tarkastuksen sekä muun ohjelman laajuudessa ja mukaisesti suoritetun valvonnan perusteella. kattilan asiantuntijatutkimuksesta (osio "Kattiloiden asiantuntijatutkimusohjelma").
3.1. Lämmityspintojen tarkistus.
Putkimaisten elementtien ulkopintojen tarkastus on suoritettava erityisen huolellisesti paikoissa, joissa putket kulkevat vuorauksen, vaipan läpi, alueilla, joilla on suurin lämpöjännitys - polttimien, luukkujen, kaivojen alueella sekä paikoissa, joissa seula putket ovat vääntyneet ja hitsauksissa.
Rikistä ja pysäköintikorroosiosta aiheutuvien putkiseinien ohenemiseen liittyvien onnettomuuksien estämiseksi on yrityksen hallinnon vuosittain tekemien teknisten tarkastusten yhteydessä tarkastettava kattiloiden lämmityspintojen putket, jotka ovat olleet käytössä pidempään. kuin kaksi vuotta.
Valvonta suoritetaan ulkoisella tarkastuksella putkien aiemmin puhdistetut ulkopinnat koputtamalla enintään 0,5 kg painavalla vasaralla ja mittaamalla putken seinämien paksuus. Tässä tapauksessa on tarpeen valita putkiosat, jotka ovat kärsineet eniten kulumisesta ja korroosiosta (vaakasuuntaiset osat, osat, joissa on nokikertymiä ja peitetty koksikertymillä).
Putken seinämän paksuus mitataan ultraäänipaksuusmittareilla. On mahdollista leikata putkiosia kahdelle tai kolmelle uunin seulojen putkelle ja konvektiivisen palkin putkille, jotka sijaitsevat kaasujen sisään- ja ulostulossa. Putken seinämien jäljelle jäävän paksuuden tulee olla vähintään lujuuslaskelman mukaan laskettu (liitetty kattilan passiin), ottaen huomioon korroosiovarat seuraavaan tutkimukseen asti jatkuvan käytön aikana ja lisäyksen marginaali 0,5 mm.
Seula- ja kattilaputkien laskettu seinämän paksuus 1,3 MPa (13 kgf / cm 2) työpaineella on 0,8 mm, 2,3 MPa (23 kgf / cm 2) - 1,1 mm. Korroosiovara hyväksytään mittaustulosten perusteella ja ottaen huomioon tarkastusten välisen käytön kesto.
Yrityksissä, joissa pitkäaikaisen käytön seurauksena ei havaittu lämmityspintojen putkien intensiivistä kulumista, putkien seinien paksuuden valvonta voidaan suorittaa suurten korjausten yhteydessä, mutta vähintään kerran 4 vuodessa.
Keräimelle, tulistimelle ja takalasille tehdään sisäinen tarkastus. Pakollinen avaaminen ja tarkastus tulee tehdä takalasin yläkeräimen luukuista.
Putkien ulkohalkaisija on mitattava maksimilämpötilojen vyöhykkeeltä. Käytä mittauksissa erityisiä malleja (niittejä) tai jarrusatureita. Putken pinnalla sallitaan kolhut, joissa on sileät siirtymät, joiden syvyys on enintään 4 mm, jos ne eivät vie seinämän paksuutta miinuspoikkeamien rajojen yli.
Sallittu ero putkien seinämän paksuudessa - 10%.
Tarkastuksen ja mittausten tulokset kirjataan korjauspäiväkirjaan.
3.2. Rummun tarkistus.
Ennen rummun korroosion vaurioituneiden alueiden tunnistamista on tarpeen tarkastaa pinta ennen sisäistä puhdistusta korroosion voimakkuuden määrittämiseksi ja metallin korroosion syvyyden mittaamiseksi.
Tasainen korroosio mitataan seinämän paksuudelta, johon porataan tätä tarkoitusta varten halkaisijaltaan 8 mm reikä. Asenna mittauksen jälkeen reikään tulppa ja hitsaa se molemmilta puolilta tai ääritapauksissa vain rummun sisältä. Mittaus voidaan tehdä myös ultraäänipaksuusmittarilla.
Pääkorroosio ja pistesyöpyminen on mitattava jäljennöksistä. Puhdista tätä tarkoitusta varten metallipinnan vaurioitunut alue kerrostumista ja voitele kevyesti teknisellä vaseliinilla. Tarkin jälki saadaan, jos vauriokohta sijaitsee vaakasuoralla pinnalla ja tällöin se on mahdollista täyttää sulalla metallilla, jonka sulamispiste on alhainen. Karkaistu metalli muodostaa tarkan valun vaurioituneesta pinnasta.
Tulosteiden saamiseksi käytä tretnikiä, babbittia, tinaa ja, jos mahdollista, kipsiä.
Pystysuuntaisilla kattopinnoilla olevat vauriot saadaan käyttämällä vahaa ja muovailuvahaa.
Putken reikien, rumpujen tarkastus suoritetaan seuraavassa järjestyksessä.
Kun olet irrottanut levenevät putket, tarkista reikien halkaisija mallin avulla. Jos malli menee reikään pysäytysreunaan asti, tämä tarkoittaa, että reiän halkaisija on kasvanut yli normin. Halkaisijan tarkan arvon mittaus suoritetaan jarrusatulalla ja se merkitään korjauspäiväkirjaan.
Rumpujen hitsisaumoja tarkistettaessa on tarpeen tarkastaa niiden vieressä oleva epäjalo metalli sauman molemmilla puolilla 20-25 mm leveydeltä.
Rummun soikiteetti mitataan vähintään 500 mm välein rummun pituudella, epäilyttävissä tapauksissa ja useammin.
Rummun taipuman mittaus suoritetaan venyttämällä lankaa rummun pintaa pitkin ja mittaamalla raot langan pituudelta.
Rummun pinnan, putken reikien ja hitsausliitosten hallinta tapahtuu ulkopuolisella tarkastuksella, menetelmillä, magneettihiukkasten, värien ja ultraäänivirheiden havainnoilla.
Kolhut ja kolhut saumojen ja reikien vyöhykkeen ulkopuolella ovat sallittuja (ei vaadi oikaisua), jos niiden korkeus (poikkeama) prosentteina niiden pohjan pienimmästä koosta ei ylitä:
kohti ilmanpainetta (pullistumat) - 2%;
höyrynpaineen suunnassa (lommot) - 5%.
Sallittu pohjaseinämän paksuuden vähennys - 15%.
Putkien reikien halkaisijan sallittu lisäys (hitsaukseen) - 10%.
Teräksen korroosio sisään höyrykattilat, joka virtaa vesihöyryn vaikutuksesta, pelkistyy pääasiassa seuraavaan reaktioon:
3Fe + 4H20 = Fe203 + 4H2
Voimme olettaa, että kattilan sisäpinta on ohut magneettinen rautaoksidikalvo. Kattilan käytön aikana oksidikalvo tuhoutuu ja muodostuu jatkuvasti ja vetyä vapautuu. Koska magneettisen rautaoksidin pintakalvo on teräksen pääsuoja, se tulee säilyttää tilassa, jossa veden läpäisevyys on pieni.
Kattiloissa, liittimissä, vesi- ja höyryputkissa käytetään pääasiassa yksinkertaisia hiiliteräksiä tai niukkaseosteisia teräksiä. Syövyttävä väliaine on kaikissa tapauksissa vesi tai vesihöyry, jonka puhtausaste vaihtelee.
Lämpötila, jossa korroosioprosessi voi edetä, vaihtelee sen huoneen lämpötilasta, jossa kattila ei ole aktiivinen, tyydyttyneiden liuosten kiehumispisteeseen kattilan käytön aikana, joskus jopa 700 °C:een asti. Liuoksen lämpötila voi olla paljon korkeampi kuin puhtaan veden kriittinen lämpötila (374°). Suuret suolapitoisuudet kattiloissa ovat kuitenkin harvinaisia.
Mekanismi, jolla fysikaaliset ja kemialliset syyt voivat johtaa kalvon rikkoutumiseen höyrykattiloissa, ei pohjimmiltaan poikkea siitä, mitä on tutkittu tarkemmin matalat lämpötilat vähemmän kriittisillä laitteilla. Erona on, että kattiloiden korroosionopeus on paljon korkeampi korkean lämpötilan ja paineen vuoksi. Suuri lämmönsiirtonopeus kattilan seinistä väliaineeseen, saavuttaen 15 cal/cm2sek, lisää myös korroosiota.
PISTÄKORROSIO
Korroosiokuoppien muoto ja jakautuminen metallipinnalle voivat vaihdella laajalla alueella. Korroosiokuopat muodostuvat joskus jo olemassa olevien kuoppien sisään ja ovat usein niin lähellä toisiaan, että pinnasta tulee erittäin epätasainen.Pitsauksen tunnistaminen
Tietyn tyyppisten korroosiovaurioiden muodostumisen syyn selvittäminen on usein erittäin vaikeaa, koska useat syyt voivat vaikuttaa samanaikaisesti; lisäksi monet muutokset, jotka tapahtuvat, kun kattila jäähdytetään korkeasta lämpötilasta ja kun vesi tyhjennetään, joskus peittävät käytön aikana tapahtuneet ilmiöt. Kokemus auttaa kuitenkin suuresti tunnistamaan kattiloiden kuoppia. On esimerkiksi havaittu, että mustan magneettisen rautaoksidin läsnäolo syövyttävässä ontelossa tai tuberklin pinnalla osoittaa, että kattilassa oli käynnissä aktiivinen prosessi. Tällaisia havaintoja käytetään usein korroosiolta suojaavien toimenpiteiden varmentamiseen.
Älä sekoita aktiivisen korroosion alueille muodostuvaa rautaoksidia mustaan magneettiseen rautaoksidiin, jota on joskus suspensiona kattilavedessä. On muistettava, että hienojakoisen magneettisen rautaoksidin kokonaismäärä tai kattilassa vapautuvan vedyn määrä ei voi toimia luotettavana indikaattorina jatkuvan korroosion asteesta ja laajuudesta. Rautaoksidihydraatti, joka pääsee kattilaan ulkopuolisista lähteistä, kuten lauhdesäiliöistä tai kattilaa syöttävistä putkista, voi osittain selittää sekä rautaoksidin että vedyn esiintymisen kattilassa. Syöttöveden mukana tuleva rautaoksidihydraatti on vuorovaikutuksessa kattilassa reaktion mukaan.
ZFe (OH) 2 \u003d Fe3O4 + 2H2O + H2.
Syitä, jotka vaikuttavat pistekorroosion kehittymiseen
Vieraat epäpuhtaudet ja jännitykset. Teräksen ei-metalliset sulkeumat sekä jännitykset pystyvät luomaan anodisia alueita metallipinnalle. Tyypillisesti korroosiontelot ovat eri kokoja ja hajallaan pinnalla epäjärjestyksenä. Jännitysten esiintyessä kuorien sijainti noudattaa kohdistetun jännityksen suuntaa. Tyypillisiä esimerkkejä ovat evät putket, joissa evät ovat halkeamia ja joissa evät levennetään.
liuennutta happea.
On mahdollista, että tehokkain pistekorroosion aktivaattori on veteen liuennut happi. Kaikissa lämpötiloissa, jopa emäksisessä liuoksessa, happi toimii aktiivisena depolarisaattorina. Lisäksi happipitoisuuksia voi helposti muodostua kattiloihin, erityisesti kalkkikiven tai saastumisen alaisena, jolloin muodostuu pysähtyneitä alueita. Tavallinen toimenpide tämänkaltaista korroosiota vastaan on ilmanpoisto.
Liuennut hiilihappoanhydridi.
Koska hiilihappoanhydridin liuoksilla on lievästi hapan reaktio, se kiihdyttää korroosiota kattiloissa. Alkalinen kattilavesi vähentää liuenneen hiilihappoanhydridin syövyttävyyttä, mutta hyöty ei ulotu höyryhuuhdeltuihin pintoihin tai lauhdeputkistoon. Hiilihappoanhydridin ja liuenneen hapen poistaminen mekaanisella ilmanpoistolla on yleinen käytäntö.
Viime aikoina on yritetty käyttää sykloheksyyliamiinia korroosion poistamiseen höyry- ja lauhdelinjoista. lämmitysjärjestelmät.
Saostumia kattilan seinille.
Hyvin usein korroosiokuoppia löytyy saostumien, kuten valssihilseen, kattilalietteen, kattilahilseen, korroosiotuotteiden, öljykalvojen, ulkopinnalta (tai pinnan alta). Kun korroosiotuotteita ei poisteta, pistekuormitus kehittyy edelleen. Tämän tyyppistä paikallista korroosiota pahentaa saostumien katodinen luonne (suhteessa kattilan teräkseen) tai hapen väheneminen kerrostumien alla.
Kuparia kattilavedessä.
Jos otamme huomioon käytetyt suuret kupariseosmäärät apuvälineet(kondensaattorit, pumput jne.), ei ole mitään yllättävää siinä, että useimmissa tapauksissa kattilan kerrostumat sisältävät kuparia. Se on yleensä metallisessa tilassa, joskus oksidin muodossa. Kuparin määrä esiintymissä vaihtelee prosentin murto-osista lähes puhtaaseen kupariin.
Kysymystä kuparikertymien merkityksestä kattilan korroosiossa ei voida pitää ratkaistuna. Jotkut väittävät, että kuparia on läsnä vain korroosioprosessissa eikä se vaikuta siihen millään tavalla, toiset päinvastoin uskovat, että kupari, joka on katodi suhteessa teräkseen, voi edistää pistesyöpymistä. Mikään näistä näkökulmista ei ole vahvistettu suorilla kokeilla.
Monissa tapauksissa korroosiota havaittiin vain vähän tai ei ollenkaan, vaikka saostumat kaikkialla kattilassa sisälsivät merkittäviä määriä metallista kuparia. On myös todisteita siitä, että kun kupari joutuu kosketuksiin lievän teräksen kanssa emäksisessä kattilavedessä, kupari tuhoutuu korkeammissa lämpötiloissa nopeammin kuin teräs. Levenevien putkien päitä puristavat kuparirenkaat, kupariniitit ja apulaitteiden suojukset, joiden läpi kattilavesi kulkee, tuhoutuvat lähes kokonaan jopa suhteellisen alhaisissa lämpötiloissa. Tämän valossa uskotaan, että metallinen kupari ei lisää kattilateräksen korroosiota. Saostunutta kuparia voidaan pitää yksinkertaisesti kuparioksidin vedyllä pelkistyksen lopputuotteena sen muodostumishetkellä.
Päinvastoin, erityisen kuparipitoisten esiintymien läheisyydessä havaitaan usein kattilametallin erittäin voimakasta korroosiopistesyöpymistä. Nämä havainnot johtivat oletukseen, että kupari, koska se on katodista teräkseen nähden, edistää pistesyttymistä.
Kattiloiden pinnalla on harvoin paljastunutta metallista rautaa. Useimmiten on suojaava kerros, joka koostuu pääasiassa rautaoksidista. On mahdollista, että kun tähän kerrokseen muodostuu halkeamia, paljastuu pinta, joka on anodinen kuparin suhteen. Tällaisissa paikoissa korroosiokuorten muodostuminen tehostuu. Tämä voi myös selittää kiihtyneen korroosion joissakin tapauksissa, joissa vaippa on muodostunut, sekä voimakkaan pistesyöpymisen, jota joskus havaitaan kattiloiden hapoilla puhdistuksen jälkeen.
Ei-aktiivisten kattiloiden virheellinen huolto.
Yksi kaikista yleisiä syitä korroosiokuoppien muodostuminen on tyhjäkäyntikattiloiden asianmukaisen hoidon puute. Inaktiivinen kattila tulee pitää joko täysin kuivana tai täytettynä vedellä, joka on käsitelty siten, että korroosio ei ole mahdollista.
Inaktiivisen kattilan sisäpinnalle jäävä vesi liuottaa happea ilmasta, mikä johtaa kuorien muodostumiseen, joista tulee myöhemmin keskuksia, joiden ympärille korroosioprosessi kehittyy.
Tavalliset ohjeet toimimattomien kattiloiden ruostumisen estämiseksi ovat seuraavat:
1) veden tyhjennys vielä kuumasta kattilasta (noin 90°); puhaltaa kattilaa ilmalla, kunnes se tyhjenee kokonaan ja pidetään kuivassa tilassa;
2) kattilan täyttäminen emäksisellä vedellä (pH = 11), joka sisältää ylimäärän SO3"-ioneja (noin 0,01 %), ja varastointi vesi- tai höyrylukon alla;
3) kattilan täyttäminen alkalisella liuoksella, joka sisältää kromihapon suoloja (0,02-0,03 % CrO4").
Kattiloiden kemiallisen puhdistuksen aikana rautaoksidin suojakerros poistetaan monin paikoin. Myöhemmin näitä paikkoja ei ehkä peitetä vastikään muodostuneella jatkuvalla kerroksella, ja niihin ilmestyy kuoria, vaikka kuparia ei olisikaan. Siksi on suositeltavaa uusia rautaoksidikerros välittömästi kemiallisen puhdistuksen jälkeen käsittelemällä kiehuvalla alkaliliuoksella (samalla tavalla kuin uusien käyttöön tulevien kattiloiden kohdalla).
Ekonomaiserien korroosio
Kattiloiden korroosiota koskevat yleiset määräykset koskevat myös ekonomaisareita. Syöttövettä lämmittävä ekonomaiseri, joka sijaitsee kattilan edessä, on kuitenkin erityisen herkkä korroosiokuoppien muodostumiselle. Se edustaa ensimmäistä pintaa, jossa on korkea lämpötila ja joka kokee siihen liuenneen hapen tuhoavan vaikutuksen syöttää vettä. Lisäksi ekonomaiserin läpi kulkevalla vedellä on yleensä alhainen pH, eikä se sisällä kemiallisia hidasteita.
Ekonomaiserien korroosion torjunta koostuu veden ilmanpoistosta sekä alkali- ja kemiallisten hidasteiden lisäämisestä.
Joskus kattilaveden käsittely suoritetaan johtamalla osa siitä ekonomaiserin läpi. Tässä tapauksessa lietteen kertymistä ekonomaiseriin tulee välttää. Tällaisen kattilaveden kierrätyksen vaikutus höyryn laatuun on myös otettava huomioon.
KATTILAN VEDEN KÄSITTELY
Käsiteltäessä kattilavettä korroosiosuojaa varten metallipinnoille suojakalvon muodostuminen ja ylläpito on ensiarvoisen tärkeää. Veteen lisättävien aineiden yhdistelmä riippuu käyttöolosuhteista, erityisesti paineesta, lämpötilasta, syöttöveden laadun lämpörasituksesta. Kaikissa tapauksissa on kuitenkin noudatettava kolmea sääntöä: kattilaveden tulee olla emäksistä, se ei saa sisältää liuennutta happea eikä saastuttaa lämmityspintaa.Kaustinen sooda antaa parhaan suojan pH:ssa 11-12. Käytännössä kattilaveden monimutkaisella koostumuksella parhaat tulokset saatu pH = 11. Kattiloissa, jotka toimivat alle 17,5 kg/cm2 paineissa, pH pidetään yleensä välillä 11,0 - 11,5. Korkeammilla paineilla, koska metalli voi tuhoutua väärän kierron ja alkaliliuoksen pitoisuuden paikallisen kasvun vuoksi, pH:ksi otetaan yleensä 10,5 - 11,0.
Jäljelle jääneen hapen poistamiseen käytetään laajalti kemiallisia pelkistysaineita: rikkihapon suoloja, rautaoksidihydraattia ja orgaanisia pelkistäviä aineita. Rautayhdisteet poistavat erittäin hyvin happea, mutta muodostavat lietettä, jolla on ei-toivottu vaikutus lämmönsiirtoon. Orgaanisia pelkistysaineita ei yleensä suositella kattiloihin, jotka toimivat yli 35 kg/cm2 paineilla, koska ne ovat epästabiileja korkeissa lämpötiloissa. On olemassa tietoa rikkipitoisten suolojen hajoamisesta korotetuissa lämpötiloissa. Kuitenkin niiden käyttöä pieninä pitoisuuksina kattiloissa, jotka toimivat paineen alaisena aina 98 kg/cm2 asti, harjoitetaan laajalti. Monet korkeapainelaitokset toimivat ilman kemiallista ilmanpoistoa.
Ilmanpoistoon tarkoitettujen erikoislaitteiden kustannukset sen kiistattomasta hyödyllisyydestä huolimatta eivät aina ole perusteltuja pienissä laitteistoissa, jotka toimivat suhteellisen alhaisilla paineilla. Alle 14 kg/cm2 paineissa syöttöveden lämmittimien osittainen ilmanpoisto voi nostaa liuenneen happipitoisuuden noin 0,00007 %:iin. Kemiallisten pelkistysaineiden lisääminen antaa hyviä tuloksia varsinkin kun veden pH on yli 11 ja hapenpoistoaineita lisätään ennen veden tuloa kattilaan, mikä varmistaa hapen imemisen kattilan ulkopuolelle.
KORROOSIO TIIVISTEISTÄ KATTILAVEDESSÄ
Pienet kaustisen soodan pitoisuudet (luokkaa 0,01 %) edistävät teräksen oksidikerroksen säilymistä tilassa, joka suojaa luotettavasti korroosiota vastaan. Paikallinen pitoisuuden nousu aiheuttaa vakavaa korroosiota.Kattilan pinnan alueille, joissa alkalipitoisuus saavuttaa vaarallisen arvon, on yleensä tyypillistä kiertoveteen nähden liiallinen lämmöntuotto. Alkalirikastettuja vyöhykkeitä metallipinnan lähellä voi esiintyä eri paikoissa kattilassa. Korroosiokuopat on järjestetty nauhoiksi tai pitkänomaisiksi osiksi, joskus sileiksi ja joskus täytetyiksi kovalla ja tiheällä magneettioksidilla.
Vaakasuoraan tai hieman vinossa olevat putket, jotka ovat alttiina voimakkaalle ylhäältä tulevalle säteilylle, ovat syöpyneet sisäpuolella, ylempää generatrixia pitkin. Samanlaisia tapauksia havaittiin suuritehoisissa kattiloissa, ja ne toistettiin myös erityisesti suunnitelluissa kokeissa.
Putket, joissa veden kierto on epätasaista tai häiriintynyt raskas kuorma kattila, voi tuhoutua alempaa generatrixia pitkin. Joskus korroosio on voimakkaampaa sivupintojen vaihtelevassa vedenpinnassa. Usein voidaan havaita runsasta magneettisen rautaoksidin kerääntymistä, toisinaan löysää, toisinaan tiheää massaa.
Teräksen ylikuumeneminen lisää usein tuhoa. Tämä voi tapahtua sen seurauksena, että kaltevan putken yläosaan muodostuu höyrykerros. Höyryvaipan muodostus on mahdollista myös pystysuorassa putkissa, joissa on lisääntynyt lämmönsyötö, kuten osoittavat lämpötilamittaukset putkien eri kohdista kattilan käytön aikana. Näiden mittausten aikana saadut tunnusomaiset tiedot on esitetty kuvioissa 1 ja 2. 7. Rajoitetut ylikuumenemisalueet pystysuorissa putkissa, joiden normaali lämpötila on "kuumapisteen" ylä- ja alapuolella, mahdollisesti veden kiehumisen seurauksena.
Aina kun höyrykupla muodostuu kattilaputken pinnalle, sen alla olevan metallin lämpötila nousee.
Veden alkalipitoisuuden nousun tulisi tapahtua rajapinnassa: höyrykupla - vesi - lämmityspinta. Kuvassa on osoitettu, että metallin ja laajenevan höyrykuplan kanssa kosketuksissa olevan vesikalvon lämpötilan pienikin nousu johtaa kaustisen soodan pitoisuuteen, joka mitataan jo prosentteina eikä miljoonasosina. Alkalilla rikastettu vesikalvo, joka muodostuu jokaisen höyrykuplan ilmaantumisen seurauksena, vaikuttaa pienelle alueelle metallia ja hyvin lyhyen ajan. Höyryn kokonaisvaikutusta lämmityspintaan voidaan kuitenkin verrata väkevän alkaliliuoksen jatkuvaan toimintaan huolimatta siitä, että veden kokonaismassa sisältää vain miljoonasosia kaustista soodaa. Useita yrityksiä on yritetty löytää ratkaisu ongelmaan, joka liittyy lämmityspintojen kaustisen soodan pitoisuuden paikalliseen lisääntymiseen. Niinpä ehdotettiin neutraalien suolojen (esimerkiksi metallikloridien) lisäämistä veteen korkeammalla pitoisuudella kuin kaustista soodaa. On kuitenkin parasta sulkea pois kaustisen soodan lisääminen kokonaan ja saada vaadittu pH-arvo lisäämällä fosforihapon hydrolysoituvia suoloja. Liuoksen pH:n ja natriumfosforisuolan pitoisuuden välinen suhde on esitetty kuvassa. Vaikka natriumfosforia sisältävällä vedellä on korkea pH-arvo, se voidaan haihduttaa ilman merkittävää hydroksyyli-ionien pitoisuuden nousua.
On kuitenkin muistettava, että kaustisen soodan vaikutuksen poissulkeminen tarkoittaa vain sitä, että yksi korroosiota kiihdyttävä tekijä on poistettu. Jos putkiin muodostuu höyryvaippa, niin vaikka vesi ei sisällä alkalia, korroosio on silti mahdollista, vaikkakin vähäisemmässä määrin kuin natriumhydroksidin läsnä ollessa. Ratkaisua ongelmaan tulee etsiä myös muuttamalla rakennetta, ottaen samalla huomioon taipumus lämmityspintojen energiaintensiteetin jatkuvaan kasvuun, mikä puolestaan varmasti lisää korroosiota. Jos ohuen vesikerroksen lämpötila suoraan putken lämmityspinnalla ylittää karkean veden keskilämpötilan pienelläkin määrällä, kaustisen soodan pitoisuus voi nousta tällaisessa kerroksessa suhteellisen voimakkaasti. Käyrä näyttää suunnilleen tasapainoolosuhteet liuoksessa, joka sisältää vain kaustista soodaa. Tarkat tiedot riippuvat jossain määrin kattilan paineesta.
TERÄKSEN EEMÄKSINEN HARRETAVUUS
Alkalihauraus voidaan määritellä halkeamien ilmaantumiseksi niittisaumojen alueelle tai muihin liitoksiin, joihin voi kerääntyä väkevää alkaliliuosta ja joissa on suuria mekaanisia rasituksia.Vakavimmat vauriot tapahtuvat lähes aina niittisaumojen alueella. Joskus ne aiheuttavat kattilan räjähtämisen; useammin joudutaan tekemään kalliita korjauksia jopa suhteellisen uusiin kattiloihin. Yksi amerikkalainen Rautatie rekisteröinyt halkeamia 40 veturin kattilassa vuodessa, mikä vaati noin 60 000 dollarin korjauksia. Haurautta havaittiin myös putkissa soihdutuspaikoissa, liitoksissa, jakoputkissa ja kierreliitosten paikoissa.
Stressiä tarvitaan alkalihaurastumisen esiintymiseen
Käytännössä tavanomaisen kattilateräksen haurasmurtumisen todennäköisyys on pieni, jos jännitykset eivät ylitä myötörajaa. Höyrynpaineen tai rakenteen omasta painosta tasaisesti jakautuneen kuormituksen aiheuttamat jännitykset eivät voi johtaa halkeamien muodostumiseen. Kuitenkin valssauksen aiheuttamat jännitykset levymateriaalia, jotka on tarkoitettu kattiloiden valmistukseen, muodonmuutos niittauksen tai kylmätyöstön aikana yhdistettynä pysyvään muodonmuutokseen voi aiheuttaa halkeamia.
Ulkopuolisten jännitysten esiintyminen ei ole välttämätöntä halkeamien muodostumiselle. Kattilateräsnäyte, joka on aiemmin pidetty vakiossa taivutusjännityksissä ja sitten vapautettu, voi halkeilla emäksisessä liuoksessa, jonka pitoisuus on yhtä suuri kuin kattilaveden lisääntynyt alkalipitoisuus.
Alkalipitoisuus
Normaali alkalipitoisuus kattilan rummussa ei voi aiheuttaa halkeilua, koska se ei ylitä 0,1 % NaOH:ta ja alhaisin pitoisuus, jolla havaitaan alkalihaurautta, on noin 100 kertaa normaalia suurempi.
Tällaiset korkeat pitoisuudet voivat johtua erittäin hitaasta veden tunkeutumisesta niittisauman tai muun raon läpi. Tämä selittää kovien suolojen esiintymisen höyrykattiloiden useimpien niittiliitosten ulkopuolella. Vaarallisin vuoto on vaikeasti havaittavissa oleva vuoto, joka jättää jäännöksen. kiinteä niittiliitoksen sisällä, jossa on suuria jäännösjännityksiä. Jännityksen ja tiivistetyn liuoksen yhteisvaikutus voi aiheuttaa alkalisten hauraiden halkeamien ilmaantumista.
Alkalinen haurastuslaite
Erityinen laite veden koostumuksen säätämiseksi toistaa veden haihtumisprosessin, jossa alkalipitoisuus kasvaa jännitetyssä teräsnäytteessä samoissa olosuhteissa, joissa tämä tapahtuu niittisauman alueella. Koenäytteen halkeilu osoittaa, että tämän koostumuksen mukainen kattilavesi pystyy aiheuttamaan alkalista haurastumista. Siksi tässä tapauksessa vedenkäsittely on tarpeen sen vaarallisten ominaisuuksien poistamiseksi. Kontrollinäytteen halkeilu ei kuitenkaan tarkoita, että halkeamia olisi jo syntynyt tai ilmaantuu kattilaan. Niittisaumoissa tai muissa liitoksissa ei välttämättä esiinny vuotoa (höyrytystä), jännitystä ja alkalipitoisuuden nousua, kuten kontrollinäytteessä.
Ohjauslaite asennetaan suoraan höyrykattilaan ja sen avulla on mahdollista arvioida kattilaveden laatua.
Testi kestää 30 päivää tai enemmän, kun vettä kiertää jatkuvasti ohjauslaitteen läpi.
Alkalihaurastumishalkeamien tunnistus
Perinteisen kattilateräksen alkalihauraat halkeamat ovat luonteeltaan erilaisia kuin väsymishalkeamat tai suurista jännityksistä muodostuvat halkeamat. Tämä on havainnollistettu kuvassa. I9, joka osoittaa tällaisten halkeamien välisen luonteen muodostaen hienon verkon. Ero rakeidenvälisten alkalihauraiden ja korroosioväsymisestä johtuvien rakeiden sisäisten halkeamien välillä voidaan nähdä vertailussa.
Veturikattiloissa käytettävissä seosteräksissä (esim. nikkeli tai pii-mangaani) halkeamat on myös järjestetty ristikkoon, mutta ne eivät aina kulje kristalliittien välissä, kuten tavallisen kattilateräksen tapauksessa.
Alkalihaurastumisen teoria
Metallin kidehilan atomit, jotka sijaitsevat kristalliittien rajoilla, kokevat naapuriensa vähemmän symmetrisen vaikutuksen kuin muun raemassan atomit. Siksi ne poistuvat kidehilasta helpommin. Voidaan ajatella, että aggressiivisen väliaineen huolellisella valinnalla tällainen selektiivinen atomien poistaminen kristalliittien rajoista on mahdollista. Itse asiassa kokeet osoittavat, että happamassa, neutraalissa (heikon avulla sähkövirta, luo suotuisat olosuhteet korroosiolle) ja väkevöityneitä alkaliliuoksia, voidaan saada aikaan rakeiden välistä halkeilua. Jos yleistä syövyttävää liuosta muutetaan lisäämällä jotakin muodostavaa ainetta suojakalvo kristalliittien pinnalla korroosio keskittyy kristalliittien välisille rajoille.
Aggressiivinen ratkaisu tässä tapauksessa on natriumhydroksidiliuos. Piinatriumsuola voi suojata kristalliittien pintoja vaikuttamatta niiden välisiin rajoihin. Yhteisen suojaavan ja aggressiivisen toiminnan tulos riippuu monista olosuhteista: pitoisuudesta, lämpötilasta, metallin jännitystilasta ja liuoksen koostumuksesta.
On olemassa myös kolloidinen teoria alkalihaurastumisesta ja teoria vedyn liukenemisen vaikutuksesta teräkseen.
Tapoja torjua alkalihaurautta
Yksi tapa torjua alkalista haurautta on korvata kattiloiden niittaus hitsauksella, mikä eliminoi vuodon mahdollisuuden. Haurautta voidaan poistaa myös käyttämällä rakeiden välistä korroosiota kestävää terästä tai kemiallinen käsittely kattilavesi. Tällä hetkellä käytössä olevissa niitatuissa kattiloissa jälkimmäinen menetelmä on ainoa hyväksyttävä.
Alustava testaus kontrollinäytteellä on paras tapa määrittää tiettyjen veden säilöntäaineiden tehokkuus. Natriumsulfidisuola ei estä halkeilua. Typpi-natriumsuolaa käytetään menestyksekkäästi estämään halkeilua paineissa 52,5 kg/cm2 asti. Ilmakehän paineessa kiehuvat väkevät natriumtyppisuolaliuokset voivat aiheuttaa jännityskorroosiohalkeamia pehmeässä teräksessä.
Tällä hetkellä natriumtyppisuolaa käytetään laajalti kiinteissä kattiloissa. Natriumtyppisuolan pitoisuus vastaa 20-30 % alkalipitoisuudesta.
HÖYRYTULITTIMEN SORROOSIO
Tulistimen putkien sisäpintojen korroosio johtuu ensisijaisesti metallin ja höyryn välisestä vuorovaikutuksesta korkea lämpötila ja vähäisemmässä määrin kattilavesisuolojen ottamista mukaan höyryllä. Jälkimmäisessä tapauksessa metalliseinille voi muodostua liuoskalvoja, joissa on korkea kaustisen soodan pitoisuus, syövyttäen suoraan terästä tai muodostaen saostumia, jotka sintrautuvat putken seinämään, mikä voi johtaa pullistumien muodostumiseen. Tyhjäkattiloissa ja höyryn kondensoituessa suhteellisen kylmissä tulistimissa voi muodostua pistesyöpymistä hapen ja hiilihappoanhydridin vaikutuksesta.Vety korroosionopeuden mittana
Nykyaikaisten kattiloiden höyryn lämpötila lähestyy nykyisin käytettyjä lämpötiloja teollisuustuotanto vety höyryn ja raudan välisessä suorassa reaktiossa.
Hiili- ja seosteräksistä valmistettujen putkien korroosionopeus höyryn vaikutuksesta jopa 650 °:n lämpötiloissa voidaan arvioida vapautuvan vedyn määrällä. Vedyn kehittymistä käytetään joskus yleisen korroosion mittana.
Viime aikoina Yhdysvaltojen voimalaitoksissa on käytetty kolmenlaisia miniatyyrikaasun ja ilmanpoistoyksiköitä. He tarjoavat täydellinen poisto kaasuja, ja kaasutettu lauhde soveltuu kattilasta höyryn mukana kulkeutuvien suolojen määrittämiseen. Tulistimen yleisen korroosion likimääräinen arvo kattilan käytön aikana voidaan saada määrittämällä vetypitoisuuksien ero höyrynäytteistä, jotka on otettu ennen tulistimen läpikulkua ja sen jälkeen.
Höyryn epäpuhtauksien aiheuttama korroosio
Tulistimeen tuleva kylläinen höyry kuljettaa mukanaan pieniä, mutta mitattavissa olevia määriä kaasuja ja suoloja kattilavedestä. Yleisimmät kaasut ovat happi, ammoniakki ja hiilidioksidi. Kun höyry kulkee tulistimen läpi, näiden kaasujen pitoisuudessa ei havaita havaittavaa muutosta. Näistä kaasuista voidaan katsoa johtuvan vain vähäinen metallitulistimen korroosio. Toistaiseksi ei ole todistettu, että veteen liuenneet, kuivassa muodossa olevat tai tulistimen elementeille kerrostuneet suolat voisivat edistää korroosiota. Kuitenkin kaustinen sooda, joka on tärkein olennainen osa kattilaveteen kulkeutuneet suolat voivat edistää erittäin kuuman putken korroosiota, varsinkin jos alkali tarttuu metalliseinään.
Puhtauden parantaminen kylläistä höyryä saavutetaan poistamalla alustavasti huolellinen kaasut syöttövedestä. Höyryn mukana kulkeutuvan suolan määrän vähentäminen saavutetaan huolellisella puhdistuksella ylemmästä jakoputkesta, käyttämällä mekaanisia erottimia, huuhtelemalla kyllästetty höyry syöttövedellä tai käsittelemällä vettä sopivalla kemiallisella käsittelyllä.
Mukana olevien kaasujen pitoisuuden ja luonteen määrittäminen kylläistä höyryä, suoritetaan käyttämällä yllä olevia laitteita ja kemiallista analyysiä. Kyllästetyn höyryn suolojen pitoisuus on kätevää määrittää mittaamalla veden sähkönjohtavuus tai haihduttamalla suuri määrä kondensaattia.
Sähkönjohtavuuden mittaamiseen ehdotetaan parannettua menetelmää, ja joillekin liuenneille kaasuille annetaan asianmukaiset korjaukset. Edellä mainituissa pienoiskaasunpoistajissa olevaa kondensaattia voidaan käyttää myös sähkönjohtavuuden mittaamiseen.
Kattilan ollessa tyhjäkäynnillä tulistin on jääkaappi, johon kerääntyy kondenssivettä; Tässä tapauksessa normaali vedenalainen pistesyöpyminen on mahdollista, jos höyry sisälsi happea tai hiilidioksidia.
Suosittuja artikkeleita
Rauta-vesihöyryjärjestelmä on termodynaamisesti epävakaa. Näiden aineiden vuorovaikutus voi edetä magnetiitin Fe 3 O 4 tai wustiitti FeO muodostumisen kanssa:
|
| |
;Reaktioiden (2.1) - (2.3) analyysi osoittaa vesihöyryn erikoisen hajoamisen vuorovaikutuksessa metallin kanssa, jolloin muodostuu molekyylivetyä, mikä ei ole seurausta vesihöyryn todellisesta lämpödissosiaatiosta. Yhtälöistä (2.1) - (2.3) seuraa, että terästen korroosion aikana tulistussa höyryssä ilman happea pintaan voi muodostua vain Fe 3 O 4 tai FeO.
Tulistetun höyryn hapen läsnä ollessa (esimerkiksi neutraaleissa vesiolosuhteissa, kun happea annostellaan kondensaattiin), tulistettuun vyöhykkeeseen voi muodostua hematiittia Fe 2 O 3 magnetiitin lisähapettumisesta johtuen.
Uskotaan, että korroosio höyryssä, alkaen lämpötilasta 570 ° C, on kemiallista. Tällä hetkellä kaikkien kattiloiden tulistuksen rajalämpötila on laskettu 545 °C:seen, ja tämän seurauksena tulistimessa tapahtuu sähkökemiallista korroosiota. Päätulistimen poisto-osat on valmistettu korroosionkestävästä austeniittisesta materiaalista ruostumattomasta teräksestä, välitulistimien poisto-osat, joilla on sama lopputulituslämpötila (545 °C), on valmistettu perliittiteräksistä. Siksi välitulistimien korroosio ilmenee yleensä suuressa määrin.
Höyryn vaikutuksesta teräkseen, sen alun perin puhtaalla pinnalla, vähitellen muodostuu niin sanottu topotaktinen kerros, joka on tiukasti kiinni itse metalliin ja suojaa siten sitä korroosiolta. Ajan myötä tälle kerrokselle kasvaa toinen niin kutsuttu epitaktinen kerros. Molemmat kerrokset höyryn lämpötiloihin 545 °C asti ovat magnetiittia, mutta niiden rakenne ei ole sama - epitaktinen kerros on karkearakeinen eikä suojaa korroosiolta.
Höyryn hajoamisnopeus
mgN 2 /(cm 2 h)
Riisi. 2.1. Tulistetun höyryn hajoamisnopeuden riippuvuus
seinän lämpötilassa
Ylikuumenevien pintojen korroosioon ei ole mahdollista vaikuttaa vesihuoltomenetelmillä. Siksi varsinaisten tulistimien vesikemiallisen järjestelmän päätehtävänä on seurata järjestelmällisesti tulistimen metallin tilaa topaktisen kerroksen tuhoutumisen estämiseksi. Tämä voi johtua yksittäisten epäpuhtauksien tunkeutumisesta tulistimeen ja niihin, erityisesti suolojen, laskeutumisesta, mikä on mahdollista esimerkiksi korkeapainekattiloiden rummun tason jyrkän nousun seurauksena. Tähän liittyvät suolakertymät tulistimessa voivat johtaa sekä seinämän lämpötilan nousuun että suojaavan oksiditopotaktisen kalvon tuhoutumiseen, mikä voidaan päätellä höyryn hajoamisnopeuden jyrkän nousun perusteella (kuva 2.1).
3.3. Syöttövesireitin ja lauhteen johtojen korroosio
Merkittävä osa lämpövoimalaitosten laitteiden korroosiovaurioista sattuu syöttövesipolulle, jossa metalli on vaikeimmissa olosuhteissa, minkä syynä on kemiallisesti käsitellyn veden, lauhteen, tisleen ja niiden syövyttävä aggressiivisuus. seos joutuessaan kosketuksiin sen kanssa. Höyryturbiinivoimalaitoksilla syöttöveden pääasiallinen kupariyhdisteiden saastumisen lähde on turbiinilauhduttimien ja matalapaineisten regeneratiivisten lämmittimien ammoniakkikorroosio, joiden putkisto on messingistä.
Höyryturbiinivoimalaitoksen syöttövesipolku voidaan jakaa kahteen pääosaan: ennen lämpöilmanpoistoa ja sen jälkeen sekä virtausolosuhteet niiden korroosionopeudet ovat jyrkästi erilaisia. Syöttövesireitin ensimmäisen osan, joka sijaitsee ennen ilmanpoistoa, elementtejä ovat putkistot, säiliöt, lauhdepumput, lauhdeputket ja muut laitteet. Tämän ravintokanavan osan korroosiolle tyypillinen piirre on se, ettei aggressiivisia aineita, eli vedessä olevaa hiilihappoa ja happea, ole mahdollista ehtyä. Uusien vesiosien jatkuvan sisäänvirtauksen ja liikkumisen vuoksi kanavaa pitkin niiden menetys täydentyy jatkuvasti. Jatkuva osan raudan ja veden reaktiotuotteista poistaminen ja aggressiivisten aineiden tuoreiden annosten sisäänvirtaus luovat suotuisat olosuhteet korroosioprosessien intensiiviselle kululle.
Turbiinin lauhteen hapen lähde on ilman imu turbiinien peräosassa ja lauhdepumppujen tiivisteissä. O2 sisältävän veden lämmitys ja CO 2 syöttökanavan ensimmäisessä osassa sijaitsevissa pintalämmittimissä 60–80 °С ja sitä korkeammissa lämpötiloissa johtaa vakaviin korroosiovaurioihin messinkiputkissa. Jälkimmäiset muuttuvat hauraiksi, ja messinki saa usein useiden kuukausien työn jälkeen sienimäisen rakenteen voimakkaan valikoivan korroosion seurauksena.
Syöttövesipolun toisen osan - ilmanpoistosta höyrynkehittimeen - elementtejä ovat syöttöpumput ja -linjat, regeneratiiviset lämmittimet ja ekonomaiserit. Tämän alueen veden lämpötila, joka johtuu veden peräkkäisestä lämmittämisestä regeneratiivisissa lämmittimissä ja vedensäästölaitteissa, lähestyy kattilaveden lämpötilaa. Tähän osaan liittyvän laitteiston korroosion syynä on pääasiassa syöttöveteen liuenneen vapaan hiilidioksidin vaikutus metalliin, jonka lähde on kemiallisesti käsitelty lisävesi. Suuremmalla vetyionipitoisuudella (pH< 7,0), обусловленной наличием растворенной углекислоты и значительным подогревом воды, процесс коррозии на этом участке питательного тракта развивается преимущественно с выделением водорода. Коррозия имеет сравнительно равномерный характер.
Messingistä valmistettujen laitteiden (matalapainelämmittimet, lauhduttimet) läsnäollessa veden rikastaminen kupariyhdisteillä tapahtuu höyryn lauhdereitin kautta hapen ja vapaan ammoniakin läsnä ollessa. Hydratoidun kuparioksidin liukoisuuden lisääntyminen johtuu kupari-ammoniakkikompleksien, kuten Сu(NH 3) 4 (OH) 2 , muodostumisesta. Nämä matalapaineisten lämmittimien messinkiputkien korroosiotuotteet alkavat hajota korkeapaineisten regeneratiivisten lämmittimien polun osissa (p.h.p.), jolloin muodostuu vähemmän liukenevia kuparioksideja, jotka ovat osittain kerrostuneet p.p.-putkien pinnalle. e. Kuparikerrostumia putkissa a.e. edistää niiden korroosiota käytön aikana ja laitteiden pitkäaikaista pysäköintiä ilman konservointia.
Syöttöveden riittämättömän syvän termisen ilmanpoiston yhteydessä pistekorroosiota havaitaan pääasiassa ekonomaiserien tuloosissa, joissa vapautuu happea syöttöveden lämpötilan huomattavan nousun seurauksena, sekä syöttökanavan pysähtyneissä osissa. .
Höyrynkuluttajien lämpöä käyttävät laitteet ja putkistot, joiden kautta tuotantokondensaatti palautetaan CHPP:lle, ovat alttiina korroosiolle niiden sisältämän hapen ja hiilihapon vaikutuksesta. Hapen esiintyminen selittyy kondensaatin kosketuksella ilman kanssa avoimissa säiliöissä (avoin lauhteenkeräysjärjestelmä) ja imulla laitteiston vuotojen kautta.
Tärkeimmät toimenpiteet syöttövesireitin ensimmäisessä osassa (vedenkäsittelylaitoksesta lämpöilmanpoistoon) sijaitsevien laitteiden korroosion estämiseksi ovat:
1) suojaavien korroosionestopinnoitteiden käyttö vedenkäsittelylaitteiden ja säiliötilojen pinnoilla, jotka pestään happamien reagenssien liuoksilla tai syövyttävillä vesillä käyttämällä kumia, epoksihartseja, perkloorivinyylipohjaisia lakkoja, nestemäistä nayriittia ja silikonia;
2) haponkestävien polymeerimateriaaleista (polyeteeni, polyisobuteeni, polypropeeni jne.) valmistettujen putkien ja liitososien käyttö tai teräsputkien ja liitososien käyttö, jotka on vuorattu sisäpuolelta liekkiruiskuttamalla suojapinnoitteella;
3) putkisovellus lämmönvaihtimet korroosionkestävistä metalleista (punainen kupari, ruostumaton teräs);
4) vapaan hiilidioksidin poistaminen ylimääräisestä kemiallisesti käsitellystä vedestä;
5) ei-kondensoituvien kaasujen (happi ja hiilihappo) jatkuva poistaminen matalapaineisten regeneratiivisten lämmittimien, jäähdyttimien ja verkkoveden lämmittimien höyrykammioista ja niissä muodostuneen kondensaatin nopea poistaminen;
6) lauhdepumppujen holkkien, liitososien ja syöttöputkien laippaliitosten huolellinen tiivistäminen tyhjiössä;
7) turbiinilauhduttimien riittävän tiiviyden varmistaminen jäähdytysveden ja -ilman puolelta ja ilmanimun tarkkailu happimittareiden avulla;
8) lauhduttimien varustaminen erityisillä kaasunpoistolaitteilla hapen poistamiseksi lauhteesta.
Syöttövesireitin toisessa osassa (lämpöilmanpoistajista höyrygeneraattoreihin) sijaitsevien laitteiden ja putkistojen korroosion torjumiseksi on ryhdytty seuraaviin toimenpiteisiin:
1) lämpövoimaloiden varustaminen lämpöilmanpoistajilla, jotka kaikissa käyttöolosuhteissa tuottavat vettä, josta on poistettu ilma ja jonka happi- ja hiilidioksidijäännöspitoisuus ei ylitä sallitut normit;
2) ei-kondensoituvien kaasujen maksimaalinen poistaminen korkeapaineisten regeneratiivisten lämmittimien höyrykammioista;
3) korroosionkestävien metallien käyttö veden kanssa kosketuksissa olevien syöttöpumppujen elementtien valmistukseen;
4) ravinne- ja viemärisäiliöiden korroosiosuojaus käyttämällä ei-metallisia pinnoitteita, jotka kestävät jopa 80-100 °C:n lämpötiloja, esimerkiksi asbovinyyliä (lakkaetinolin seos asbestin kanssa) tai maalimateriaalit epoksihartseihin perustuva;
5) korkeapaineisten regeneratiivisten lämmittimien putkien valmistukseen soveltuvien korroosionkestävien rakennemetallien valinta;
6) syöttöveden jatkuva käsittely alkalisilla reagensseilla määritellyn arvon ylläpitämiseksi optimaalinen arvo Syöttöveden pH, joka estää hiilidioksidikorroosiota ja varmistaa suojakalvon riittävän lujuuden;
7) syöttöveden jatkuva käsittely hydratsiinilla jäännöshapen sitomiseksi lämpöilmanpoistajien jälkeen ja estävän vaikutuksen aikaansaamiseksi rautayhdisteiden siirtymisen estoon laitteiston pinnalta syöttöveteen;
8) syöttövesisäiliöiden tiivistäminen järjestämällä ns. suljettu järjestelmä estämään hapen pääsy syöttöveden mukana höyrystimien ekonomaisereihin;
9) syöttövesikanavan laitteiston luotettavan suojelun toteuttaminen sen seisokkien aikana reservissä.
Tehokas tapa vähentää korroosiotuotteiden pitoisuutta höyrynkuluttajien CHPP:lle palauttamassa kondensaatissa on kalvoa muodostavien amiinien - oktadekyyliamiinin tai sen korvikkeiden lisääminen kuluttajille lähetettävään turbiinien valikoivaan höyryyn. Näiden aineiden pitoisuudella höyryssä, joka on 2–3 mg / dm 3 , tuotantokondensaatin rautaoksidipitoisuutta voidaan vähentää 10–15 kertaa. Polyamiinien vesipitoisen emulsion annostelu annostelupumpulla ei riipu hiilihapon pitoisuudesta kondensaatissa, koska niiden vaikutus ei liity neutraloiviin ominaisuuksiin, vaan perustuu näiden amiinien kykyyn muodostaa liukenemattomia ja veteen kestäviä kalvoja teräksen, messingin ja muiden metallien pinnalle.
Seulaputkien aktiivisin korroosio ilmenee paikoissa, joissa jäähdytysnesteen epäpuhtaudet ovat keskittyneet. Tämä sisältää suuren lämpökuorman omaavien seinäputkien osia, joissa kattilavesi haihtuu syvästi (varsinkin jos haihdutuspinnalla on huokoisia, vähän lämpöä johtavia kerrostumia). Siten metallin sisäiseen korroosioon liittyvien seulaputkien vaurioiden estämisessä on tarpeen ottaa huomioon integroidun lähestymistavan tarve, ts. vaikutus sekä vesi-kemiallisiin että uunijärjestelmiin.
Seinäputken vauriot ovat pääasiassa sekalaisia, ne voidaan jakaa ehdollisesti kahteen ryhmään:
1) Vauriot, joissa on merkkejä teräksen ylikuumenemisesta (putken seinämien muodonmuutos ja oheneminen tuhoutumiskohdassa; grafiittirakeita jne.).
2) Hauras murtuma ilman ominaispiirteet metallin ylikuumeneminen.
Monien putkien sisäpinnalla havaittiin merkittäviä kaksikerroksisia kerrostumia: ylempi on heikosti sidottu, alempi hilseilevä, tiukasti kiinnittynyt metalliin. Alemman hilsekerroksen paksuus on 0,4-0,75 mm. Vahinkoalueella sisäpinnan asteikko tuhoutuu. Tuhokohteiden lähellä ja tietyllä etäisyydellä niistä putkien sisäpintaan vaikuttavat korroosiokuopat ja hauraat mikrovauriot.
Vaurioiden yleinen ulkonäkö kertoo tuhon termisen luonteen. Rakenteelliset muutokset putkien etupuolella - syvä pallomaisuus ja perliitin hajoaminen, grafiitin muodostuminen (hiilen siirtyminen grafiitiksi 45-85%) - osoittavat, että seulojen käyttölämpötilan lisäksi myös teräksen sallittu lämpötila ylittyi. 20 500 °C. Myös FeO:n läsnäolo vahvistaa korkeatasoinen metallin lämpötilat käytön aikana (yli 845 oK - eli 572 oC).
Vedyn aiheuttamia hauraita vaurioita esiintyy tyypillisesti alueilla, joissa lämpövirtaukset ovat korkeat, paksujen kerrostumien ja vinojen tai vaakasuuntaisten putkien alla sekä lämmönsiirtoalueilla lähellä hitsaustaustarenkaita tai muita laitteita, jotka estävät virtausten vapaan liikkumisen. .Kokemus on osoittanut, että vetyvaurioita tapahtuu kattiloissa, jotka toimivat alle 1000 psi:n paineissa. tuumaa (6,9 MPa).
Vetyvaurio johtaa yleensä repeämiin, joissa on paksut reunat. Muita mekanismeja, jotka edistävät paksureunaisten halkeamien muodostumista, ovat jännityskorroosiohalkeilu, korroosioväsyminen, jännitysmurtumat ja (joissain harvinaisissa tapauksissa) vakava ylikuumeneminen. Vetyvaurioiden aiheuttamia vaurioita voi olla vaikea erottaa visuaalisesti muista vaurioista, mutta jotkin niiden ominaisuudet voivat auttaa tässä.
Esimerkiksi vetyvaurio liittyy lähes aina reikien muodostumiseen metalliin (katso luvuissa 4 ja 6 annetut varotoimet). Muuntyyppiset vauriot (lukuun ottamatta mahdollista korroosioväsymistä, joka usein alkaa yksittäisistä kuorista) eivät yleensä liity vakavaan korroosioon.
Metallin vetyvaurioiden aiheuttamat putkivauriot ilmenevät usein suorakaiteen muotoisen "ikkunan" muodostumisena putken seinämään, mikä ei ole tyypillistä muuntyyppisille tuhouksille.
Seulaputkien vaurioituvuuden arvioimiseksi tulee ottaa huomioon, että metallurginen (alku) kaasumaisen vedyn pitoisuus perliittiteräksessä (mukaan lukien st. 20) ei ylitä 0,5-1 cm3/100g. Kun vetypitoisuus on suurempi kuin 4--5 cm3/100g, teräksen mekaaniset ominaisuudet huononevat merkittävästi. Tässä tapauksessa on tarpeen keskittyä pääasiassa paikalliseen jäännösvedyn pitoisuuteen, koska seulaputkien hauraiden murtumien tapauksessa metallin ominaisuuksien jyrkkää heikkenemistä havaitaan vain kapealla vyöhykkeellä putken poikkileikkausta pitkin. Viereisen metallin rakenne ja mekaaniset ominaisuudet ovat aina tyydyttävät vain 0,2-2 mm:n etäisyydellä.
Saadut keskimääräiset vetypitoisuudet rakoreunassa ovat 5-10 kertaa korkeammat kuin sen alkuperäinen pitoisuus asemalle 20, mikä ei voinut olla merkittävää vaikutusta putkien vaurioitumiseen.
Esitetyt tulokset osoittavat, että vetyhaurastuminen osoittautui ratkaisevaksi tekijäksi KrCHPP-kattiloiden seinäputkien vaurioitumisessa.
Tarvittiin lisätutkimus siitä, millä tekijöistä on ratkaiseva vaikutus tähän prosessiin: a) lämpökierto, joka johtuu normaalin kiehumisjärjestelmän epävakaudesta alueilla, joissa lämpövirtaukset ovat lisääntyneet, kun haihtumispinnalla on kerrostumia, ja seurauksena, sitä peittävien suojaavien oksidikalvojen vaurioituminen; b) työväliaineessa on syövyttäviä epäpuhtauksia, jotka keskittyvät saostumiin lähellä haihdutuspintaa; c) tekijöiden "a" ja "b" yhteisvaikutus.
Kysymys uunijärjestelmän roolista on erityisen kiinnostava. Käyrien luonne osoittaa vedyn kertymisen useissa tapauksissa lähelle seulaputkien ulkopintaa. Tämä on mahdollista ennen kaikkea, jos ilmoitetulla pinnalla on tiheä kerros sulfideja, jotka ovat suurelta osin läpäisemättömiä sisäpinnasta ulkopinnalle diffundoituvalle vedylle. Sulfidien muodostuminen johtuu: palaneen polttoaineen korkeasta rikkipitoisuudesta; soihdun heittäminen näyttöpaneeleille. Toinen syy metallin hydraukseen ulkopinnalla on korroosioprosessien esiintyminen metallin joutuessa kosketuksiin savukaasujen kanssa. Kuten kattilaputkien ulkoisten kerrostumien analyysi osoitti, yleensä molemmat syyt tapahtuivat.
Polttotilan rooli ilmenee myös seulaputkien korroosiossa puhtaan veden vaikutuksesta, mikä havaitaan useimmiten korkeapaineisissa höyrynkehittimissä. Korroosiokeskukset sijaitsevat yleensä suurimman paikallisen lämpökuormituksen vyöhykkeellä ja vain putken lämmitetyllä pinnalla. Tämä ilmiö johtaa pyöreiden tai elliptisten painaumien muodostumiseen, joiden halkaisija on yli 1 cm.
Metallin ylikuumeneminen tapahtuu useimmiten kerrostumien läsnä ollessa, koska havaitun lämmön määrä on lähes sama sekä puhtaalla putkella että kalkkia sisältävällä putkella, putken lämpötila on erilainen.
Höyrykattilaonnettomuudet, jotka liittyvät vesijärjestelmän rikkomiseen, korroosioon ja metallien eroosioon
Normaali vesijärjestelmä on yksi välttämättömät ehdot kattilalaitoksen toiminnan luotettavuus ja tehokkuus. Kovemman veden käyttö kattiloiden syöttämiseen merkitsee kalkin muodostumista, liiallista polttoaineenkulutusta ja kattiloiden korjaus- ja puhdistuskustannusten nousua. Tiedetään, että kalkin muodostuminen voi johtaa onnettomuuteen höyrykattilassa lämmityspintojen palamisen vuoksi. Siksi oikeaa vesihuoltoa kattilarakennuksessa tulee harkita paitsi kattilalaitoksen tehokkuuden lisäämisen kannalta, myös tärkeimpänä ehkäisevä toimenpide onnettomuuksien torjunnassa.
Tällä hetkellä teollisuusyritysten kattilalaitokset on varustettu vedenkäsittelylaitteilla, joten niiden käyttöolosuhteet ovat parantuneet ja kalkkikiven muodostumisen ja korroosion aiheuttamien onnettomuuksien määrä on vähentynyt merkittävästi.
Joissakin yrityksissä hallinto, joka on muodollisesti täyttänyt kattiloiden valvontaa koskevien sääntöjen vaatimuksen varustaa kattilat vedenkäsittelylaitoksilla, ei kuitenkaan takaa näille laitoksille normaaleja toimintaolosuhteita, ei valvo syöttöveden laatua ja laitosten kuntoa. kattiloiden lämmityspinnat, mikä mahdollistaa kattiloiden saastumisen kalkkikiven ja lietteen kanssa. Tässä on muutamia esimerkkejä kattiloiden vioista näistä syistä.
1. Tehdasvalmisteisten teräsbetonirakenteiden tehtaan kattilatalossa kattilan DKVR-6, 5-13 vesitilan rikkomuksista johtuen kolme sihtiputkea repeytyi, osa sihtiputkista oli vääntynyt ja pullistumia muodostui monia putkia.
Kattilatalossa on kaksivaiheinen natriumkationinvaihdin ja ilmanpoisto, mutta vedenkäsittelylaitteiden normaaliin toimintaan ei ole kiinnitetty riittävästi huomiota. Kationiittisuodattimien regenerointia ei suoritettu ohjeen asettamissa aikarajoissa, syöttö- ja kattilaveden laatua tarkastettiin harvoin, eikä kattilan määräajoin tapahtuvan puhalluksen ajoitusta huomioitu. Ilmanpoistossa olevaa vettä ei lämmitetty vaadittuun lämpötilaan, ja siksi veden happipoistoa ei varsinaisesti tapahtunut.
Todettiin myös, että kattilaan syötettiin usein raakavettä, mutta se ei noudattanut "Höyry- ja kuumavesikattiloiden suunnittelua ja turvallista käyttöä koskevien sääntöjen" vaatimuksia, joiden mukaan raakaveden sulkuelimet linja on suljettava suljetussa asennossa ja jokainen raakaveden syöttö on kirjattava vedenkäsittelypäiväkirjaan. Vedenkäsittelypäiväkirjan yksittäisistä merkinnöistä voidaan nähdä, että syöttöveden kovuus saavutti 2 mg-ekv/kg tai enemmän, kun taas 0,02 mg-ekv/kg on sallittu kattilan valvontastandardien mukaan. Useimmiten sellaiset merkinnät tehtiin lehdessä: "vesi on likainen, kova" ilmoittamatta veden kemiallisen analyysin tuloksia.
Kattilaa tarkasteltaessa pysähdyksen jälkeen havaittiin seulaputkien sisäpinnoilta jopa 5 mm paksuja kerrostumia, yksittäiset putket olivat lähes kokonaan tukossa kalkkia ja lietettä. Rummun sisäpinnalla alaosassa kerrostumien paksuus oli 3 mm, rummun etuosa oli täynnä lietettä kolmanneksen korkeudelta.
11 kuukauden ajan Ennen tätä onnettomuutta vastaavia vaurioita ("halkeamia, pullistumia, muodonmuutoksia") löydettiin 13 kattilan seulaputkesta. Vialliset putket vaihdettiin, mutta yrityksen hallinto, rikkoen "Ohjeita onnettomuuksien tutkimiseksi, mutta jotka johtivat onnettomuuksiin Neuvostoliiton Gosgortekhnadzorin hallinnassa olevissa yrityksissä ja tiloissa", ei tutkinut tätä tapausta eikä ryhtynyt toimenpiteisiin parantaakseen kattiloiden käyttöolosuhteet.
2. Voimansiirrossa käsiteltiin kationinvaihtomenetelmällä yksirumpuisen vesiputkisuojatun höyrykattilan, jonka kapasiteetti on 10 t/h ja käyttöpaine 41 kgf/cm2, syöttämiseen tarkoitettu raakavesi. Kationisen suodattimen epätyydyttävän toiminnan vuoksi pehmennetyn veden jäännöskovuus saavutti
0,7 mekv/kg hankkeessa kaavaillun 0,01 mekv/kg sijaan. Kattila tyhjennettiin epäsäännöllisesti. Kattilan rumpua ja seulakeräimiä ei pysähdyttäessä avattu eikä tarkastettu. Kalkkikerrostumien vuoksi putki repeytyi ja uunista sinkoutuneen höyryn ja palavan polttoaineen vaikutuksesta stoker paloi.
Onnettomuutta ei olisi voinut tapahtua, jos kattilan uunin ovi olisi suljettu salvalla, kuten kattiloiden turvallisen käytön säännökset edellyttävät.
3. Sementtitehtaalla otettiin käyttöön vasta asennettu yksirumpuinen vesiputkikattila, jonka kapasiteetti on 35 t/h käyttöpaineella 43 kgf/cm2 ilman kemiallista vedenkäsittelyä, jonka asennusta ei ollut tehty. valmistui siihen mennessä. Kuukauden aikana kattilaan syötettiin käsittelemätöntä vettä. Veden ilmanpoistoa ei suoritettu yli kahteen kuukauteen, koska ilmanpoistoon ei ollut kytketty höyryputkistoa.
Vesisäännön rikkominen sallittiin myös sen jälkeen työhön sisällytettiin valmistelulaitteet. Kattila syötettiin usein raakavedellä; tyhjennystilaa ei havaittu; kemian laboratorio ei valvonut syöttöveden laatua, koska siihen ei toimitettu tarvittavia reagensseja.
Epätyydyttävästä vesijärjestelmästä johtuen seulaputkien sisäpinnoille kertyi 8 mm:n paksuus; jonka seurauksena 36 seulaputkeen muodostui pullistumia, merkittävä osa putkista vääntyi, rummun seinät sisällä ovat syöpyneet.
4. Teräsbetonituotteiden tehtaalla Shukhov-Berlin -järjestelmän kattilaan syötettiin sähkömagneettisesti käsiteltyä vettä. Tiedetään, että tällä vedenkäsittelymenetelmällä tulisi varmistaa lietteen oikea-aikainen ja tehokas poistaminen kattilasta.
Tämä ehto ei kuitenkaan täyttynyt kattilan käytön aikana. Kattila tyhjennettiin epäsäännöllisesti, kattilan sammutusaikataulua huuhtelua ja puhdistusta varten ei noudatettu.
Tämän seurauksena kattilan sisälle kertyi suuri määrä lietettä. Putkien takaosa oli tukkeutunut lieteestä 70-80%:lla poikkileikkauksesta, kaivo - 70% tilavuudesta, lämmityspintojen asteikon paksuus saavutti 4 mm. Tämä johti kattilan putkien, putkien jatkeiden ja putkiosien päiden ylikuumenemiseen ja muodonmuutokseen.
Jodikäsittelyn sähkömagneettista menetelmää valittaessa ei tässä tapauksessa otettu huomioon syöttöveden laatua ja kattilan suunnitteluominaisuuksia, kun taas toimenpiteitä ei toteutettu normaalin puhallustilan järjestämiseksi, mikä johti veden kertymiseen. lietettä ja merkittäviä saostumia kattilassa.
5. Järkevän vesijärjestelmän järjestäminen lämpövoimalaitosten kattiloiden luotettavan ja taloudellisen toiminnan varmistamiseksi on noussut poikkeuksellisen tärkeäksi.
Saostumien muodostuminen kattilayksiköiden lämmityspinnoille tapahtuu monimutkaisten fysikaalisten ja kemiallisten prosessien seurauksena, joissa ei ole mukana vain kalkinmuodostajia, vaan myös metallioksideja ja helposti liukenevia yhdisteitä. Saostumien dialyysi osoittaa, että ne sisältävät kalkkia muodostavien suolojen ohella huomattavan määrän rautaoksideja, jotka ovat korroosioprosessien tuotteita.
Viime vuosina maamme on saavuttanut merkittävää menestystä järkevän vesijärjestelmän järjestämisessä lämpövoimaloiden kattiloissa ja veden ja höyryn kemiallisessa hallinnassa sekä korroosionkestävien metallien ja suojapinnoitteiden käyttöönotossa.
Nykyaikaisten vedenkäsittelylaitosten käyttö on mahdollistanut voimalaitteiden toiminnan luotettavuuden ja tehokkuuden lisäämisen dramaattisesti.
Yksittäisillä lämpövoimalaitoksilla sallitaan kuitenkin edelleen vesitilan rikkominen.
Tästä syystä kesäkuussa 1976 tapahtui onnettomuus sellu- ja paperitehtaan CHPP:llä BKZ-220-100 f -tyyppisellä höyrykattilassa, jonka höyrykapasiteetti oli 220 t / h ja höyryparametrit 100 kgf / cm2. ja 540 °C, valmistettu Barnaulin kattilalaitoksella vuonna 1964 d. Yksirumpuinen kattila luonnollisella kierrolla, valmistettu U-muotoisen kaavion mukaan. Prismaattinen palotila on kokonaan suojattu ulkohalkaisijaltaan 60 mm putkilla, joiden jako on 64 mm. Seulapinnan alaosa muodostaa ns. kylmäsuppilon, jonka rinteitä pitkin kiinteät kuonahiukkaset vierivät alas kuona-arkkuun. Haihdutuskaavio on kaksivaiheinen, pestään höyry syöttövedellä. Ensimmäinen haihdutusvaihe sisältyy suoraan kattilan rumpuun, toinen vaihe saadaan kaukohöyrynerotussykloneista, jotka sisältyvät seulan keskisivulohkojen kiertokulkuun.
Kattilaan syötetään kemiallisesti puhdistetun veden (60 %) ja turbiineista ja tuotantopajoista tulevan lauhteen (40 %) seosta. Kattilan syöttövesi käsitellään seuraavan kaavion mukaisesti: kalkki - koagulointi - magnesiumoksidin silikonisointi
Selkeyttäjät - kaksivaiheinen kationisointi.
Kattila toimii Intan esiintymän hiilellä suhteellisen alhaisella tuhkan sulamislämpötilalla. Käynnistyspolttoaineena käytetään öljyä. Ennen onnettomuutta kattila toimi 73 300 tuntia.
Onnettomuuspäivänä kattila käynnistettiin klo 00.45 ja toimi normaalitilasta poikkeamatta klo 14.00 asti. tulistettu höyry -520-535 °C.
Kello 14.10 11 etulevyn putkea repeytyi kylmäsuppilon vyöhykkeellä 3,7 metrin korkeudessa osittaisella tuholla
tiilimuuraus. Oletetaan, että ensin tapahtui vesi tai kaksi putkea, ja sitten jäljelle jääneiden putkien repeämä. Veden pinta laski jyrkästi ja kattila pysäytettiin automaattisella suojauksella.
Tarkastus osoitti niiden tuhoutuneen rinteet kylmäsuppilon putket mutkien ulkopuolella, kun taas ensimmäisestä etualakeräimestä revittiin kaksi putkea, toisesta yhdeksän putkea. Repeämä on hauras, repeämäkohdissa olevat reunat tylsät ja niissä ei ole ohenemista. Putkien halkeamien osien pituus on yhdestä kolmeen metriä. Vaurioituneiden putkien sisäpinnalta sekä vahingoittumattomista putkista leikatuista näytteistä löydettiin jopa 2,5 mm paksuja irtonaisia kerrostumia sekä suuri määrä, jopa 2 mm syviä kuoppia, jotka sijaitsevat enintään 10 mm:n ketjussa. leveä kahta generaattoria pitkin putken lämmitysrajaa pitkin. Juuri korroosiovauriokohdissa metalli tuhoutui.
Onnettomuuden tutkinnan aikana kävi ilmi, että aiemmin kattilan toiminnan aikana esiintyi seulaputkien repeämiä. Joten esimerkiksi kaksi kuukautta ennen onnettomuutta, etusuojan putki katkesi 6,0 m:n tasolla. 3 päivän kuluttua kattila pysäytettiin jälleen, koska etusuojan kaksi putkea repeytyi tasossa 7,0 m. Ja näissä tapauksissa putkien tuhoutuminen johtui metallin korroosiovaurioista.
Hyväksytyn aikataulun mukaisesti kattila oli tarkoitus sulkea suuria korjauksia varten vuoden 1976 kolmannella vuosineljänneksellä. Korjausjakson aikana suunniteltiin vaihtaa kylmäsuppilon alueella olevan etusuojan putket. Kattilaa ei kuitenkaan pysäytetty korjauksen vuoksi eikä putkia vaihdettu.
Metallin korroosiovauriot johtuivat vesijärjestelmän rikkomuksista, jotka sallittiin pitkään CHP-kattiloiden käytön aikana. Kattiloihin syötettiin vettä, jossa oli runsaasti rautaa, kuparia ja happea. Syöttöveden kokonaissuolapitoisuus ylitti merkittävästi sallitut rajat, minkä seurauksena jopa ensimmäisen haihdutusvaiheen piireissä suolapitoisuus saavutti 800 mg/kg. Kattiloiden syöttämiseen käytettyjä teollisuuskondensaatteja, joiden rautapitoisuus on 400–600 mg/kg, ei puhdistettu. Tästä syystä ja myös siitä syystä, että vedenkäsittelylaitteiden korroosiosuojaus ei ollut riittävä (suojaus toteutettiin osittain), putkien sisäpinnoilla oli merkittäviä kerrostumia (jopa 1000 g/m2), koostuu pääasiassa rautayhdisteistä. Syöttöveden aminointi ja hydratsiinikäsittely otettiin käyttöön vasta vähän ennen onnettomuutta. Kattiloiden käynnistystä edeltävää ja toiminnallista happopesua ei suoritettu.
Muut sääntöjen rikkomiset vaikuttivat onnettomuuteen. tekninen toiminta kattilat. CHPP-laitoksilla sytytetään usein kattiloita, ja eniten sytyksiä oli kattilassa, jossa onnettomuus tapahtui. Kattilat on varustettu höyrylämmityslaitteilla, mutta niitä ei käytetty sytytykseen. Sytytyksen aikana seulakeräinten siirtymiä ei valvottu.
Korroosioprosessin luonteen selventämiseksi ja pääosin etulevyn kahteen ensimmäiseen paneeliin kuoppien muodostumisen syiden selvittämiseksi ja näiden kuoppien järjestelyksi ketjuiksi lähetettiin onnettomuustutkinnan materiaalit TsKTI. Näitä materiaaleja tarkasteltaessa kiinnitettiin huomiota siihen, että
kattilat toimivat jyrkästi vaihtelevalla kuormalla, samalla kun sallittiin merkittävä höyryntuotannon vähennys (jopa 90 t/h), jolloin paikallinen kiertohäiriö on mahdollinen. Kattilat sytytettiin seuraavalla tavalla: sytytyksen alussa käynnistettiin kaksi vastapäätä (diagonaalisesti) olevaa suutinta. Tämä menetelmä hidasti prosessia. luonnollinen verenkierto ensimmäisen ja toisen etunäytön paneeleissa. Näissä näytöissä havaittiin haavaisten leesioiden pääkohta. Nitriittiä esiintyi satunnaisesti syöttöveteen, jonka pitoisuutta ei valvottu.
Onnettomuusmateriaalien analyysi ottaen huomioon luetellut puutteet antoi aihetta uskoa, että seurauksena on kuoppaketjujen muodostuminen etusuojan putkien sisäpintojen sivugeneraattoriin kylmäsuppilon rinteessä. pitkästä sähkökemiallisen korroosion prosessista lietteen alla. Tämän prosessin depolarisaattorit olivat veteen liuenneet nitriitit ja happi.
Kaivojen järjestely ketjujen muodossa on ilmeisesti seurausta kattilan toiminnasta sytytyksen aikana epävakaan luonnollisen kiertoprosessin kanssa. Kierrätyksen alkaessa huokoskuplia muodostuu ajoittain kylmäsuppilon kaltevien putkien ylemmälle generatrixille, mikä aiheuttaa paikallisten lämpöpulsaatioiden vaikutuksen metalliin sähkökemiallisten prosessien esiintyessä väliaikaisen faasierottumisen alueella. Juuri nämä paikat olivat kuoppaketjujen muodostumisen keskuksia. Vallitseva kuoppien muodostuminen etunäytön kahteen ensimmäiseen paneeliin johtui väärästä sytytysjärjestelmästä.
6. PK-YuSh-2 kattilan, jonka höyrykapasiteetti oli 230 t/h ja höyryparametrit 100 kgf/cm2 ja 540°C, käytön aikana havaittiin höyryämistä tuorehöyryn keräyspään ulostulossa. varoventtiili TYT:ssä vb. Poistoaukko on liitetty hitsaamalla esivalmistettuun jakotukkiin hitsattuihin valettuihin teesiin.
Kattila on sammutettu. Tarkastuksessa havaittiin haaran vaakaosan putken alaosasta (168X13 mm) rengasmainen halkeama haaran liitäntäkohdan välittömästä läheisyydestä. Halkeaman pituus ulkopinnalla on 70 mm ja sisäpinnalla 110 mm. Putken sisäpinnalla sen vauriokohdassa paljastui suuri määrä korroosiokuoppia ja yksittäisiä halkeamia, jotka olivat samansuuntaisia pääputken kanssa.
Metallografinen analyysi osoitti, että halkeamat alkavat hiilittömän metallikerroksen kuopista ja kehittyvät sitten transkiteisiksi putken pintaan nähden kohtisuorassa suunnassa. Putkimetallin mikrorakenne - ferriittirakeita ja ohuita perliittiketjuja raerajoilla. MRTU:n 14-4-21-67 liitteenä olevan asteikon mukaan mikrorakennetta voidaan arvioida pisteellä 8.
Vaurioituneen putken metallin kemiallinen koostumus vastaa terästä 12Kh1MF. Mekaaniset ominaisuudet täyttävät vaatimukset tekniset tiedot tarvikkeet. Vaurioituneen osan putken halkaisija ei ylitä plustoleranssia.
Vaakasuora haara varoventtiiliin säätämättömällä kiinnitysjärjestelmällä voidaan katsoa ulokepalkkiksi, joka on hitsattu jakoputkeen jäykästi kiinnitettyyn tiiin, jonka päätepisteessä, eli alueella, jossa putki on vaurioitunut, on maksimi taivutusjännitys. Poissaolon kanssa
tyhjennys poistoaukossa ja vastarinteen olemassaolo johtuen joustavasta mutkasta varoventtiilistä jännitteisen höyryn keräysjakoputkeen, putken alaosassa T-pään edessä, pieni määrä kondensaattia voi kerääntyvät jatkuvasti, rikastuvat hapella sammutusten, kattilan säilytyksen ja käynnistyksen aikana ilmasta. Näissä olosuhteissa tapahtui metallin korroosiohyökkäys, ja lauhteen ja metalliin kohdistuvien vetojännitysten yhteisvaikutus aiheutti sen korroosiohalkeilun. Käytön aikana korroosiokuoppien ja matalien halkeamien paikoissa voi keskiaineen aggressiivisen toiminnan ja metallin vaihtelevien jännitysten seurauksena kehittyä väsymiskorroosiohalkeamia, mikä ilmeisesti tapahtui tässä tapauksessa.
Kondensaatin kerääntymisen estämiseksi höyryn kierto tehtiin ulostulossa. Tätä varten poistoputki suoraan ennen päävaroventtiiliä yhdistettiin lämmitysjohdolla (halkaisijaltaan 10 mm) tulistimen välikammioon, jonka kautta syötetään höyryä 430 °C:n lämpötilassa. pieni ylipainehäviö (jopa 4 kgf / cm2), jatkuva höyryvirtaus varmistetaan ja väliaineen lämpötila ulostulossa pidetään vähintään 400 °C:ssa.
Kattiloiden PK-YuSh-2 ja vastaavien päävaroventtiilien ulostulojen vaurioitumisen estämiseksi on suositeltavaa:
Tarkista ultraäänellä haaraputkien alemmat puoliskot kohdista, joissa hitsaus on tehty tiipeille;
Tarkista, noudatetaanko vaadittuja kaltevuusvaatimuksia ja säädä tarvittaessa höyryputkien kiinnitysjärjestelmät päävaroventtiileihin ottaen huomioon höyryputkien todellinen kunto (eristyksen paino, putkien todellinen paino, aiemmat remontit);
Tee höyryn käänteinen kierto päävaroventtiilien poistoaukoissa; lämmityshöyrylinjan suunnittelu ja sisähalkaisija kussakin tapauksessa on sovittava laitteen valmistajan kanssa;
Kaikki umpikujat päällä varoventtiilit eristä huolellisesti.
(SCNTI ORGRESin nimenomaisesta tiedosta - 1975)
