Ăn mòn trong nồi hơi. Tai nạn của nồi hơi liên quan đến vi phạm chế độ nước, ăn mòn và xói mòn kim loại. Độ giòn kiềm của thép

Sự ăn mòn này, về kích thước và cường độ, thường đáng kể và nguy hiểm hơn sự ăn mòn của nồi hơi trong quá trình vận hành.

Khi để nước trong hệ thống, tùy thuộc vào nhiệt độ và không khí sẵn có của nó, nhiều trường hợp ăn mòn bãi đỗ xe có thể xảy ra. Trước hết, cần lưu ý rằng sự hiện diện của nước trong đường ống của các đơn vị là điều cực kỳ không mong muốn khi chúng ở trạng thái dự trữ.

Nếu nước vì lý do này hay lý do khác vẫn còn trong hệ thống thì có thể quan sát thấy hiện tượng ăn mòn mạnh khi đỗ xe trong hơi nước và đặc biệt là trong không gian chứa nước của bể (chủ yếu dọc theo đường nước) ở nhiệt độ nước 60-70 ° C. Do đó, trong thực tế, hiện tượng ăn mòn khi đỗ xe với các cường độ khác nhau khá thường xuyên được quan sát, mặc dù các chế độ tắt của hệ thống và chất lượng nước chứa trong chúng giống nhau; các thiết bị có tích tụ nhiệt đáng kể sẽ bị ăn mòn nghiêm trọng hơn so với các thiết bị có kích thước bằng lò và bề mặt gia nhiệt, vì nước trong lò hơi nguội nhanh hơn; nhiệt độ của nó trở nên dưới 60-70 ° С.

Ở nhiệt độ nước trên 85-90 ° C (ví dụ, trong thời gian ngừng hoạt động trong thời gian ngắn của thiết bị), sự ăn mòn nói chung giảm và sự ăn mòn kim loại của không gian hơi, trong đó sự ngưng tụ hơi tăng được quan sát thấy trong trường hợp này, có thể vượt quá sự ăn mòn kim loại của không gian nước. Ăn mòn đứng trong không gian hơi trong mọi trường hợp đều đồng đều hơn trong không gian nước của lò hơi.

Ăn mòn đứng được thúc đẩy mạnh mẽ do bùn tích tụ trên bề mặt của lò hơi, thường giữ lại độ ẩm. Về vấn đề này, các hố ăn mòn đáng kể thường được tìm thấy trong các tập hợp và đường ống dọc theo ma trận thấp hơn và ở đầu của chúng, tức là ở những khu vực tích tụ nhiều bùn nhất.

Phương pháp bảo quản thiết bị dự trữ

Có thể áp dụng các phương pháp sau để bảo quản thiết bị:

a) làm khô - loại bỏ nước và hơi ẩm khỏi các cốt liệu;

b) đổ đầy chúng bằng các dung dịch natri hydroxit, photphat, silicat, natri nitrit, hydrazin;

c) nạp nitơ vào hệ thống công nghệ.

Phương pháp bảo tồn nên được lựa chọn tùy thuộc vào bản chất và thời gian ngừng hoạt động, cũng như vào loại và tính năng thiết kế của thiết bị.

Thời gian ngừng hoạt động của thiết bị có thể được chia thành hai nhóm về thời gian: ngắn hạn - không quá 3 ngày và dài hạn - hơn 3 ngày.

Có hai loại thời gian chết ngắn hạn:

a) được lên kế hoạch, kết hợp với việc rút về khu dự trữ vào cuối tuần liên quan đến việc giảm tải hoặc rút về khu dự trữ vào ban đêm;

b) cưỡng bức - do hỏng đường ống hoặc hư hỏng các đơn vị thiết bị khác, việc loại bỏ không yêu cầu tắt máy lâu hơn.

Tùy theo mục đích, thời gian ngừng hoạt động dài hạn có thể được chia thành các nhóm sau: a) Đưa thiết bị vào trạng thái dự trữ; b) sửa chữa hiện tại; c) sửa chữa lớn.

Trong trường hợp thời gian ngừng hoạt động của thiết bị trong thời gian ngắn, cần sử dụng bảo quản bằng cách đổ đầy nước khử mùi đồng thời duy trì phương pháp quá áp hoặc khí (nitơ). Nếu cần dừng khẩn cấp, thì phương pháp duy nhất được chấp nhận là bảo tồn bằng nitơ.

Khi đưa hệ thống vào trạng thái dự trữ hoặc thời gian ngừng hoạt động dài hạn mà không thực hiện công việc sửa chữa, nên bảo quản bằng cách đổ đầy dung dịch nitrit hoặc natri silicat. Trong những trường hợp này, bảo quản nitơ cũng có thể được sử dụng, đảm bảo thực hiện các biện pháp để tạo ra mật độ của hệ thống nhằm ngăn chặn việc tiêu thụ quá nhiều khí và hoạt động không hiệu quả của nhà máy nitơ, cũng như tạo ra một môi trường an toàn cho việc bảo trì thiết bị.

Có thể sử dụng các phương pháp bảo tồn bằng cách tạo ra quá áp, nạp khí bằng nitơ bất kể tính năng thiết kế của bề mặt gia nhiệt thiết bị.

Để ngăn chặn sự ăn mòn kim loại trong quá trình sửa chữa lớn và hiện tại, chỉ áp dụng các phương pháp bảo quản cho phép tạo ra một lớp màng bảo vệ trên bề mặt kim loại để giữ lại các đặc tính của nó trong ít nhất 1-2 tháng sau khi rút hết dung dịch bảo quản, kể từ khi làm rỗng và giảm áp suất của hệ thống là tất yếu. Tuổi thọ của màng bảo vệ trên bề mặt kim loại sau khi xử lý bằng natri nitrit có thể đạt 3 tháng.

Các phương pháp bảo quản sử dụng nước và dung dịch thuốc thử trên thực tế không được chấp nhận để bảo vệ chống lại sự ăn mòn khi đỗ của bộ hâm nóng của nồi hơi do những khó khăn liên quan đến việc đổ đầy chúng và làm sạch sau đó.

Các phương pháp bảo tồn nước nóng và nồi hơi áp suất thấp, cũng như các thiết bị khác của mạch công nghệ khép kín cấp nhiệt và cấp nước, khác biệt về nhiều mặt so với các phương pháp chống ăn mòn đỗ tại các TPP đang được sử dụng hiện nay. Các phương pháp chống ăn mòn chính ở chế độ không tải của thiết bị của các thiết bị thuộc hệ thống tuần hoàn như vậy được mô tả dưới đây, có tính đến các chi tiết cụ thể về hoạt động của chúng.

Các phương pháp bảo quản đơn giản hóa

Những phương pháp này rất hữu ích cho các lò hơi nhỏ. Chúng bao gồm việc loại bỏ hoàn toàn nước khỏi nồi hơi và đặt chất hút ẩm trong đó: canxi clorua nung, vôi sống, silica gel với tỷ lệ 1-2 kg trên 1 m 3 thể tích.

Phương pháp bảo quản này thích hợp ở nhiệt độ phòng dưới và trên không. Trong các phòng được sưởi ấm vào mùa đông, một trong những phương pháp bảo tồn tiếp xúc có thể được thực hiện. Nó đun sôi để lấp đầy toàn bộ thể tích bên trong của thiết bị bằng dung dịch kiềm (NaOH, Na 3 P0 4, v.v.), đảm bảo sự ổn định hoàn toàn của màng bảo vệ trên bề mặt kim loại ngay cả khi chất lỏng bão hòa với oxy.

Thường sử dụng các dung dịch chứa từ 1,5-2 đến 10 kg / m 3 NaOH hoặc 5-20 kg / m 3 Na 3 P0 4, tùy thuộc vào hàm lượng muối trung tính trong nước nguồn. Các giá trị nhỏ hơn đề cập đến nước ngưng tụ, các giá trị lớn hơn - cho nước có chứa tới 3000 mg / l muối trung tính.

Ăn mòn cũng có thể được ngăn chặn bằng quá áp, trong đó áp suất hơi trong bộ phận tắt máy được duy trì liên tục ở mức cao hơn áp suất khí quyển và nhiệt độ nước duy trì trên 100 ° C, ngăn cản sự xâm nhập của tác nhân ăn mòn chính - oxy.

Điều kiện quan trọng đối với hiệu quả và tính kinh tế của bất kỳ phương pháp bảo vệ nào là độ kín tối đa có thể có của các phụ kiện hơi nước để tránh giảm áp suất quá nhanh, mất dung dịch bảo vệ (hoặc khí) hoặc hơi ẩm xâm nhập. Ngoài ra, trong nhiều trường hợp, việc làm sạch sơ bộ bề mặt khỏi các cặn bẩn khác nhau (muối, bùn, cặn) là hữu ích.

Khi thực hiện các phương pháp bảo vệ chống ăn mòn bãi đậu xe khác nhau, cần lưu ý những điều sau.

1. Đối với tất cả các loại bảo quản, cần loại bỏ sơ bộ (xả) cặn của muối dễ hòa tan (xem ở trên) để tránh tăng cường ăn mòn khi đỗ xe ở một số khu vực nhất định của thiết bị được bảo vệ. Bắt buộc phải thực hiện biện pháp này trong quá trình bảo quản tiếp xúc, nếu không có thể xảy ra ăn mòn cục bộ mạnh.

2. Vì những lý do tương tự, nên loại bỏ trước khi bảo tồn lâu dài tất cả các loại cặn không tan (cặn, cặn, oxit sắt).

3. Nếu các van không đáng tin cậy, cần phải ngắt kết nối thiết bị dự phòng khỏi các tổ máy đang vận hành bằng phích cắm.

Sự xâm nhập của hơi nước và nước ít nguy hiểm hơn đối với bảo quản tiếp xúc, nhưng không thể chấp nhận được đối với các phương pháp bảo vệ bằng khí và khô.

Việc lựa chọn chất làm khô được xác định bởi sự sẵn có tương đối của thuốc thử và khả năng đạt được độ ẩm cụ thể cao nhất có thể. Chất hút ẩm tốt nhất là canxi clorua dạng hạt. Vôi sống kém hơn nhiều so với canxi clorua, không chỉ do khả năng giữ ẩm thấp hơn, mà còn nhanh chóng mất hoạt tính. Vôi không chỉ hấp thụ hơi ẩm từ không khí mà còn hút cả khí cacbonic, do đó nó bị bao phủ bởi một lớp canxi cacbonat, ngăn cản sự hấp thụ thêm độ ẩm.

a) Ăn mòn oxy

Thông thường, bộ tiết kiệm nước bằng thép của các đơn vị lò hơi bị ăn mòn oxy, hỏng hóc trong vòng 2-3 năm sau khi lắp đặt trong trường hợp khử nước cấp không đạt yêu cầu.

Kết quả trực tiếp của sự ăn mòn oxy của các bộ tiết kiệm thép là sự hình thành các lỗ trong ống, qua đó một dòng nước chảy ra với tốc độ cao. Những tia lửa như vậy hướng vào thành của một đường ống liền kề có khả năng làm mòn nó đến khi hình thành các lỗ xuyên qua. Vì các đường ống tiết kiệm được đặt đủ chắc chắn nên lỗ rò ăn mòn hình thành có thể gây ra thiệt hại lớn cho đường ống nếu thiết bị lò hơi vẫn hoạt động trong một thời gian dài với lỗ rò đã xuất hiện. Bộ tiết kiệm gang không bị hư hỏng do ăn mòn oxy.

Oxy ăn mòn các phần đầu vào của bộ tiết kiệm thường lộ ra hơn. Tuy nhiên, với một nồng độ đáng kể oxy trong nước cấp, nó cũng xâm nhập vào bộ phận lò hơi. Tại đây, chủ yếu là các thùng phuy và đường ống đứng bị oxy ăn mòn. Hình thức chính của ăn mòn oxy là sự hình thành các vết lõm (hố) trong kim loại, dẫn đến sự hình thành các lỗ rò trong quá trình phát triển của chúng.

Sự gia tăng áp suất làm tăng cường ăn mòn oxy. Do đó, ngay cả những “đột phá” về oxy trong thiết bị khử khí cũng rất nguy hiểm đối với các tổ máy lò hơi có áp suất từ ​​40 atm trở lên. Thành phần của nước mà kim loại tiếp xúc là chủ yếu. Sự hiện diện của một lượng nhỏ kiềm tăng cường nội địa hóa của sự ăn mòn, sự hiện diện của clorua sẽ phân tán nó trên bề mặt.

b) Ăn mòn bãi đậu xe

Các đơn vị lò hơi không hoạt động bị ảnh hưởng bởi sự ăn mòn điện hóa, được gọi là quá trình đỗ xe. Theo điều kiện vận hành, các tổ máy lò hơi thường được đưa ra khỏi hoạt động và đưa vào dự phòng hoặc ngừng hoạt động trong thời gian dài.

Khi bộ phận lò hơi dừng ở trạng thái dự trữ, áp suất trong nó bắt đầu giảm và chân không xuất hiện trong trống, làm cho không khí đi vào và làm giàu oxy trong nước lò hơi. Sau đó tạo điều kiện cho sự xuất hiện của ăn mòn oxy. Ngay cả khi nước được loại bỏ hoàn toàn khỏi bộ phận lò hơi, bề mặt bên trong của nó không bao giờ khô. Sự biến động của nhiệt độ và độ ẩm không khí gây ra hiện tượng ngưng tụ hơi ẩm từ không khí bên trong bộ nồi hơi. Sự hiện diện của màng trên bề mặt kim loại, được làm giàu oxy khi có không khí, tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của ăn mòn điện hóa. Nếu có cặn bám trên bề mặt bên trong của bộ phận lò hơi có thể hòa tan trong màng ẩm, tốc độ ăn mòn tăng lên đáng kể. Hiện tượng tương tự có thể được quan sát, ví dụ, trong bộ quá nhiệt, thường bị ăn mòn khi đỗ xe.

Nếu có cặn bám trên bề mặt bên trong của bộ phận lò hơi có thể hòa tan trong màng ẩm, tốc độ ăn mòn tăng lên đáng kể. Hiện tượng tương tự có thể được quan sát, ví dụ, trong bộ quá nhiệt, thường bị ăn mòn khi đỗ xe.

Do đó, khi đưa bộ nồi ra khỏi hoạt động trong thời gian dài không hoạt động, cần phải loại bỏ các cặn bẩn hiện có bằng cách xả nước.

Ăn mòn bãi đậu xe có thể gây ra thiệt hại nghiêm trọng cho các tổ máy lò hơi nếu không có biện pháp đặc biệt để bảo vệ chúng. Sự nguy hiểm của nó còn nằm ở chỗ, các tâm ăn mòn do nó tạo ra trong thời gian không hoạt động vẫn tiếp tục hoạt động trong quá trình làm việc.

Để bảo vệ các đơn vị nồi hơi khỏi sự ăn mòn khi đỗ xe, chúng được bảo quản.

c) Ăn mòn giữa các hạt

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

Kinh nghiệm cho thấy ăn mòn giữa các hạt chỉ xảy ra khi có 3 điều kiện đồng thời:

1) Ứng suất kéo trong kim loại cao, gần với điểm chảy.
2) Rò rỉ ở các đường nối đinh tán hoặc các mối nối cuộn.
3) Các đặc tính xâm thực của nước lò hơi.

Sự vắng mặt của một trong các điều kiện được liệt kê loại trừ sự xuất hiện của các vết gãy giòn, được sử dụng trong thực tế để chống lại sự ăn mòn giữa các hạt.

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

d) Ăn mòn hơi nước

Ăn mòn hơi nước là sự phá hủy kim loại do tương tác hóa học với hơi nước: ЗFe + 4H20 = Fe304 + 4H2
Sự phá hủy kim loại có thể xảy ra đối với thép cacbon khi nhiệt độ thành ống tăng lên 400 ° C.

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

Nguyên nhân chính của sự ăn mòn hơi là do thành ống nung nóng đến nhiệt độ tới hạn, tại đó quá trình oxy hóa kim loại bằng nước được đẩy nhanh hơn. Do đó, việc chống ăn mòn hơi nước được thực hiện bằng cách loại bỏ các nguyên nhân gây ra hiện tượng quá nhiệt của kim loại.

Ăn mòn hơi nước không thể bị loại bỏ bởi một số thay đổi hoặc cải tiến chế độ nước-hóa học của bộ phận lò hơi, vì nguyên nhân của sự ăn mòn này nằm trong các quá trình thủy động lực học trong lò và trong lò hơi, cũng như trong các điều kiện vận hành.

e) Ăn mòn bùn

Loại ăn mòn này xảy ra dưới một lớp cặn được hình thành trên bề mặt bên trong của đường ống của lò hơi, do việc cung cấp nước tinh khiết cho lò hơi không đủ.

Hư hỏng kim loại phát sinh do ăn mòn bùn dưới có tính chất cục bộ (loét) và thường nằm ở nửa chu vi của đường ống đối diện với lò. Kết quả là các vết loét có dạng vỏ sò có đường kính từ 20 mm trở lên, chứa đầy các oxit sắt, tạo ra một "củ" dưới vết loét.

2.1. Làm nóng bề mặt.

Các hư hỏng điển hình nhất đối với bề mặt ống sưởi là: các vết nứt trên bề mặt của lưới chắn và ống sưởi, ăn mòn bề mặt bên ngoài và bên trong của ống, vỡ, mỏng thành ống, nứt và phá hủy chuông.

Lý do xuất hiện các vết nứt, vỡ và lỗ: cặn bám trong đường ống của nồi hơi muối, sản phẩm ăn mòn, gờ hàn, làm chậm lưu thông và gây quá nhiệt cho kim loại, hư hỏng cơ học bên ngoài, vi phạm chế độ nước - hóa học.

Ăn mòn bề mặt ngoài của ống được chia thành ăn mòn nhiệt độ thấp và nhiệt độ cao. Ăn mòn ở nhiệt độ thấp xảy ra ở các khu vực lắp đặt thiết bị thổi, khi do vận hành không đúng cách, cho phép có sự ngưng tụ hơi nước trên bề mặt gia nhiệt được phủ nhiều muội than. Ăn mòn ở nhiệt độ cao có thể xảy ra trong giai đoạn thứ hai của bộ quá nhiệt trong quá trình đốt cháy dầu nhiên liệu lưu huỳnh.

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

Ăn mòn bề mặt bên trong của ống còn bao gồm: ăn mòn ôxy đậu, ăn mòn kiềm phụ của ống lò hơi và ống vách, ăn mòn mỏi, biểu hiện dưới dạng vết nứt trên ống lò hơi và ống vách.

Sự phá hủy đường ống đối với đường ống được đặc trưng bởi sự gia tăng đường kính và hình thành các vết nứt dọc. Các biến dạng ở những nơi uốn cong của ống và các mối hàn có thể có các hướng khác nhau.

Cháy và tạo cặn trong đường ống xảy ra do chúng quá nóng với nhiệt độ vượt quá mức thiết kế.

Các dạng hư hỏng chính đối với các đường hàn được thực hiện bằng hàn hồ quang thủ công là các lỗ rò phát sinh do thiếu xuyên thấu, lẫn xỉ, lỗ rỗng khí, thiếu sự kết hợp dọc theo các cạnh của ống.

Các khuyết tật và hư hỏng chính đối với bề mặt của bộ quá nhiệt là: ăn mòn và đóng cặn ở bề mặt bên ngoài và bên trong của ống, vết nứt, rủi ro và tách lớp kim loại ống, các lỗ và vết vỡ của ống, khuyết tật trong các mối hàn ống, biến dạng dư như một kết quả của creep.

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

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

các đường nối và trên các chỗ uốn cong của đường ống, các vết chìm có thể phát sinh trong quá trình sửa chữa, rủi ro trên gương của mặt bích, rò rỉ các mối nối mặt bích do mặt bích bị lệch. Trong quá trình thử nghiệm thủy lực của lò hơi, bạn có thể

chỉ xác định sự hiện diện của rò rỉ trong bộ khử quá nhiệt. Để xác định các khuyết tật tiềm ẩn, nên thực hiện thử nghiệm thủy lực riêng lẻ của bộ khử quá nhiệt.

2.2. Nồi hơi trống.

Các hư hỏng điển hình đối với trống lò hơi là: vết nứt trên bề mặt bên trong và bên ngoài của vỏ và đáy, vết nứt xung quanh lỗ ống trên bề mặt bên trong của trống và trên bề mặt hình trụ của các lỗ ống, ăn mòn giữa các hạt của vỏ và đáy, ăn mòn tách lớp vỏ và bề mặt đáy, hình trứng trống Oddulin (phồng lên) trên bề mặt của trống đối diện với lò, gây ra bởi tác dụng nhiệt độ của đèn khò trong trường hợp phá hủy (hoặc mất) các bộ phận riêng lẻ của lớp lót.

2.3. Kết cấu thép và lớp lót lò hơi.

Tùy thuộc vào chất lượng của công việc phòng ngừa, cũng như các chế độ và điều kiện hoạt động của lò hơi, các kết cấu kim loại của lò hơi có thể có các khuyết tật và hư hỏng sau: gãy và uốn cong của thanh chống và thanh giằng, vết nứt, ăn mòn làm hỏng bề mặt kim loại.

Kết quả của việc tiếp xúc lâu dài với nhiệt độ, nứt vỡ và vi phạm tính toàn vẹn của viên gạch định hình, được cố định trên các chốt vào trống trên từ mặt bên của hộp lửa, cũng như các vết nứt trên gạch dọc theo trống dưới và đáy của lò, diễn ra.

Việc phá hủy độ ôm của gạch và vi phạm kích thước hình học do gạch nung chảy là đặc biệt phổ biến.

3. Kiểm tra tình trạng của các phần tử lò hơi.

Việc kiểm tra tình trạng của các bộ phận của lò hơi, được mang đi sửa chữa, được thực hiện theo kết quả của các thử nghiệm thủy lực, kiểm tra bên ngoài và bên trong, cũng như các loại kiểm soát khác được thực hiện theo khối lượng và phù hợp với chương trình của giám định chuyên môn nồi hơi (mục "Chương trình giám định chuyên gia nồi hơi").

3.1. Kiểm tra bề mặt gia nhiệt.

Việc kiểm tra bề mặt bên ngoài của các phần tử hình ống phải được thực hiện đặc biệt cẩn thận ở những nơi mà ống đi qua lớp lót, vỏ bọc, trong các khu vực ứng suất nhiệt lớn nhất - trong khu vực đầu đốt, cửa sập, hố ga, cũng như ở những nơi nơi các ống màn hình bị uốn cong và tại các mối hàn.

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

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

Việc đo chiều dày thành ống được thực hiện bằng máy đo chiều dày siêu âm. Có thể cắt các đoạn ống trên hai hoặc ba ống của thành lò và các ống của bó đối lưu nằm ở đầu vào và ra của khí. Chiều dày thành ống còn lại ít nhất phải được tính toán theo tính toán độ bền (kèm theo hộ chiếu nồi hơi), có tính đến sự gia tăng ăn mòn trong thời gian vận hành tiếp cho đến lần khảo sát tiếp theo và tăng biên độ 0,5 mm.

Độ dày thành thiết kế của thành và ống lò hơi đối với áp suất làm việc 1,3 MPa (13 kgf / cm 2) là 0,8 mm, đối với 2,3 MPa (23 kgf / cm 2) - 1,1 mm. Mức cho phép ăn mòn được lấy theo kết quả đo thu được và có tính đến thời gian hoạt động giữa các lần khảo sát.

Tại các xí nghiệp mà do hoạt động lâu dài, bề mặt ống gia nhiệt không bị mài mòn nhiều thì việc kiểm soát độ dày thành ống có thể được thực hiện khi sửa chữa lớn, nhưng ít nhất 4 năm một lần.

Bộ thu nhiệt, bộ quá nhiệt và màn hình phía sau phải được kiểm tra nội bộ. Các cửa sập của tấm thu phía trên của màn chắn phía sau phải được mở và kiểm tra.

Đường kính ngoài của ống phải được đo trong vùng nhiệt độ tối đa. Đối với các phép đo, hãy sử dụng các mẫu đặc biệt (kim bấm) hoặc thước cặp vernier. Các vết lõm có chuyển tiếp mịn với độ sâu không quá 4 mm được phép xuất hiện trên bề mặt của ống, nếu chúng không làm cho chiều dày thành ống vượt quá sai lệch trừ.

Chiều dày thành ống cho phép là 10%.

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

3.2. Kiểm tra trống.

Vào ngày xác định các khu vực của trống bị hư hỏng do ăn mòn, cần phải kiểm tra bề mặt trước khi làm sạch bên trong để xác định cường độ ăn mòn, đo chiều sâu ăn mòn của kim loại.

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

Đo độ ăn mòn chính và các vết rỗ bằng số lần hiển thị. Vì mục đích này, làm sạch khu vực bị hư hỏng của bề mặt kim loại khỏi cặn bẩn và bôi mỡ nhẹ bằng dầu nhớt kỹ thuật. Ấn tượng chính xác nhất thu được nếu khu vực bị hư hỏng nằm trên bề mặt nằm ngang và trong trường hợp này có thể lấp đầy nó bằng kim loại nóng chảy có nhiệt độ nóng chảy thấp. Kim loại cứng tạo thành một ấn tượng chính xác về bề mặt bị hư hỏng.

Để có được các bản in, hãy sử dụng máy đánh bóng, babbitt, thiếc, nếu có thể, hãy sử dụng thạch cao.

Các dấu vết hư hỏng nằm trên bề mặt trần thẳng đứng nên được sử dụng sáp và plasticine.

Việc kiểm tra các lỗ ống, các thùng phuy được thực hiện theo trình tự sau.

Sau khi loại bỏ các ống loe, kiểm tra đường kính lỗ bằng khuôn mẫu. Nếu tiêu bản đi vào lỗ đến điểm dừng nhô ra, thì điều này có nghĩa là đường kính lỗ là quá khổ. Kích thước chính xác của đường kính được đo bằng thước cặp vernier và được ghi chú trong biểu mẫu sửa chữa.

Khi kiểm tra các đường hàn của tang trống, phải kiểm tra kim loại cơ bản liền kề để có chiều rộng 20 - 25 mm ở cả hai mặt của đường may.

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

Độ võng của trống được đo bằng cách kéo căng dây dọc theo bề mặt của trống và đo các khoảng trống dọc theo chiều dài của dây.

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

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

về phía áp suất khí quyển (cửa ra) - 2%;

về phía áp suất hơi (vết lõm) - 5%.

Cho phép giảm độ dày thành đáy - 15%.

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

Sự ăn mòn của thép trong nồi hơi, xảy ra dưới tác dụng của hơi nước, chủ yếu được giảm xuống phản ứng sau:

ЗFе + 4H20 = Fe2O3 + 4H2

Có thể giả định rằng bề mặt bên trong của lò hơi là một màng mỏng oxit sắt từ tính. Trong quá trình hoạt động của lò hơi, màng oxit liên tục bị phá hủy và hình thành trở lại, đồng thời hydro được hình thành. Vì màng bề mặt của oxit sắt từ thể hiện sự bảo vệ chính cho thép, nên nó phải được giữ ở trạng thái ít thấm nước nhất.
Đối với nồi hơi, phụ kiện, đường ống dẫn nước và hơi nước, chủ yếu sử dụng thép cacbon đơn giản hoặc thép hợp kim thấp. Trong mọi trường hợp, môi trường ăn mòn là nước hoặc hơi nước có độ tinh khiết khác nhau.
Nhiệt độ mà quá trình ăn mòn có thể xảy ra thay đổi từ nhiệt độ của phòng nơi đặt nồi hơi không tải đến nhiệt độ sôi của các dung dịch bão hòa trong quá trình hoạt động của nồi hơi, đôi khi lên tới 700 °. Dung dịch có thể có nhiệt độ cao hơn đáng kể so với nhiệt độ tới hạn của nước tinh khiết (374 °). Tuy nhiên, rất hiếm khi nồng độ muối cao trong nồi hơi.
Cơ chế mà các nguyên nhân vật lý và hóa học có thể dẫn đến sự phân hủy màng trong nồi hơi về cơ bản khác với cơ chế được khảo sát ở nhiệt độ thấp hơn trong thiết bị ít quan trọng hơn. Sự khác biệt là tốc độ ăn mòn trong nồi hơi cao hơn nhiều do nhiệt độ và áp suất cao. Tốc độ truyền nhiệt cao từ thành lò hơi sang môi chất, đạt 15 cal / cm2 giây, cũng làm tăng cường ăn mòn.

KHẮC PHỤC ĐIỂM

Phát hiện ăn mòn rỗ

Việc làm sáng tỏ nguyên nhân của việc hình thành một loại hư hỏng ăn mòn nhất định thường rất khó, vì một số nguyên nhân có thể tác động đồng thời; Ngoài ra, một số thay đổi xảy ra khi lò hơi được làm mát từ nhiệt độ cao và khi xả nước đôi khi che dấu các hiện tượng diễn ra trong quá trình vận hành. Tuy nhiên, kinh nghiệm giúp ích rất nhiều trong việc xác định ăn mòn rỗ trong nồi hơi. Ví dụ, người ta đã quan sát thấy sự hiện diện của oxit sắt từ màu đen trong khoang ăn mòn hoặc trên bề mặt của vết sưng cho thấy rằng một quá trình hoạt động đang diễn ra trong lò hơi. Những quan sát như vậy thường được sử dụng khi kiểm tra các biện pháp được thực hiện để bảo vệ chống ăn mòn.
Không trộn oxit sắt đó, chất tạo thành ở những nơi ăn mòn hoạt động, với oxit sắt từ tính màu đen, đôi khi có dạng huyền phù trong nước lò hơi. Cần phải nhớ rằng không phải tổng lượng oxit sắt từ tính phân tán mịn, cũng như lượng hydro thoát ra trong lò hơi đều không thể coi là một chỉ số đáng tin cậy về mức độ và mức độ ăn mòn đang xảy ra. Oxit sắt hydrat đi vào lò hơi từ các nguồn bên ngoài, chẳng hạn như bể ngưng tụ hoặc đường cấp của lò hơi, có thể giải thích một phần sự hiện diện của cả oxit sắt và hydro trong lò hơi. Oxit sắt hydrat được cung cấp cùng với nước cấp sẽ phản ứng trong lò hơi.

ЗFе (ОН) 2 = Fе3O4 + 2Н2О + Н2.

Những lý do ảnh hưởng đến sự phát triển của ăn mòn rỗ

Vấn đề ngoại lai và căng thẳng. Các tạp chất phi kim loại trong thép, cũng như điện áp, có khả năng tạo ra các vùng cực dương trên bề mặt kim loại. Thông thường, các hố ăn mòn có nhiều kích cỡ khác nhau và nằm rải rác trên bề mặt. Khi có ứng suất, vị trí của vỏ tuân theo hướng của ứng suất tác dụng. Ví dụ điển hình là các ống vây mà vây bị nứt và ống lò hơi bị loe.
Oxy hòa tan.
Có thể chất kích hoạt mạnh nhất của ăn mòn rỗ là oxy hòa tan trong nước. Ở mọi nhiệt độ, ngay cả trong dung dịch kiềm, oxy đóng vai trò như một chất khử cực hoạt động. Ngoài ra, các yếu tố nồng độ oxy có thể dễ dàng hình thành trong nồi hơi, đặc biệt là dưới cặn hoặc bụi bẩn, nơi tạo ra các khu vực tù đọng. Khử ẩm là một biện pháp phổ biến để chống lại loại ăn mòn này.
Anhydrit cacbonic hòa tan.
Vì các dung dịch của anhydrit cacbonic có phản ứng axit yếu nên nó làm tăng tốc độ ăn mòn trong nồi hơi. Nước nồi hơi có tính kiềm làm giảm tính ăn mòn của anhydrit cacbonic hòa tan, tuy nhiên, lợi ích thu được không mở rộng đến các bề mặt được rửa bằng hơi nước hoặc các đường ngưng tụ. Việc loại bỏ anhydrit cacbonic cùng với oxy hòa tan bằng khử khí cơ học là thực tế phổ biến.
Gần đây đã có nhiều nỗ lực sử dụng cyclohexylamine để loại bỏ sự ăn mòn trong đường hơi và đường ngưng tụ trong hệ thống sưởi.
Đóng cặn trên thành lò hơi.
Các hố ăn mòn rất thường xuyên có thể được tìm thấy dọc theo bề mặt ngoài (hoặc dưới bề mặt) của cặn bẩn như cặn nhà máy, cặn lò hơi, cặn lò hơi, các sản phẩm ăn mòn, màng dầu. Sau khi bắt đầu, ăn mòn rỗ sẽ phát triển thêm nếu các sản phẩm ăn mòn không được loại bỏ. Loại ăn mòn cục bộ này được tăng cường bởi bản chất catốt (liên quan đến thép lò hơi) của sự kết tủa hoặc sự cạn kiệt oxy dưới lớp cặn.
Đồng trong nước lò hơi.
Xem xét số lượng lớn hợp kim đồng được sử dụng cho các thiết bị phụ trợ (bình ngưng, máy bơm, v.v.), không có gì ngạc nhiên khi trong hầu hết các trường hợp, đồng có chứa trong cặn lò hơi. Nó thường có ở trạng thái kim loại, đôi khi ở dạng oxit. Lượng đồng trong trầm tích thay đổi từ một phần trăm đến gần như đồng nguyên chất.
Câu hỏi về tầm quan trọng của cặn đồng trong ăn mòn lò hơi không thể được xem xét giải quyết. Một số người cho rằng đồng chỉ xuất hiện trong quá trình ăn mòn và không ảnh hưởng đến nó theo bất kỳ cách nào, trong khi những người khác thì ngược lại, tin rằng đồng, là cực âm trong mối quan hệ với thép, có thể góp phần gây ra hiện tượng ăn mòn rỗ. Không có quan điểm nào trong số những quan điểm này đã được xác nhận bởi các thí nghiệm trực tiếp.
Trong nhiều trường hợp, rất ít hoặc không quan sát thấy sự ăn mòn mặc dù cặn bám khắp lò hơi có chứa một lượng đồng kim loại đáng kể. Cũng có bằng chứng cho thấy khi đồng tiếp xúc với thép nhẹ trong nước nồi hơi có tính kiềm, ở nhiệt độ cao, đồng bị hỏng nhanh hơn thép. Vòng đồng, đầu ống loe, đinh tán đồng và tấm chắn của các thiết bị phụ trợ mà nước lò hơi chảy qua hầu như bị phá hủy hoàn toàn ngay cả ở nhiệt độ tương đối thấp. Theo quan điểm này, người ta tin rằng đồng kim loại không làm tăng sự ăn mòn của thép lò hơi. Đồng lắng đọng có thể được xem đơn giản là sản phẩm cuối cùng của quá trình khử oxit đồng với hydro tại thời điểm hình thành của nó.
Ngược lại, các vết rỗ do ăn mòn rất mạnh của kim loại nồi hơi thường được quan sát thấy ở xung quanh các lớp cặn đặc biệt giàu đồng. Những quan sát này dẫn đến gợi ý rằng đồng, bởi vì nó là cực âm của thép, thúc đẩy sự rỗ.
Bề mặt của vạc hiếm khi lộ ra kim loại sắt. Thông thường, nó có một lớp bảo vệ, bao gồm chủ yếu là oxit sắt. Có thể khi các vết nứt hình thành trong lớp này, một bề mặt tiếp xúc là anốt đối với đồng. Ở những nơi như vậy, sự hình thành các hố ăn mòn được tăng cường. Điều này cũng có thể giải thích, trong một số trường hợp, sự ăn mòn gia tăng ở những nơi đã hình thành vỏ, cũng như sự ăn mòn rỗ nghiêm trọng đôi khi được quan sát thấy sau khi làm sạch nồi hơi bằng axit.
Bảo dưỡng nồi hơi không hoạt động không đúng cách.
Một trong những nguyên nhân phổ biến nhất của ăn mòn rỗ là do thiếu chế độ bảo dưỡng thích hợp đối với các nồi hơi không hoạt động. Nồi hơi không tải phải được giữ khô hoàn toàn hoặc chứa đầy nước được xử lý sao cho không thể ăn mòn được.
Nước còn lại trên bề mặt bên trong của lò hơi không tải sẽ hòa tan oxy từ không khí, dẫn đến hình thành các hốc, sau này sẽ trở thành các trung tâm mà quá trình ăn mòn sẽ phát triển.
Các hướng dẫn thông thường để bảo vệ nồi hơi không tải chống ăn mòn như sau:
1) xả nước từ nồi hơi vẫn còn nóng (khoảng 90 °); thổi không khí vào lò hơi cho đến khi nó được hút ẩm hoàn toàn và giữ cho nó khô ráo;
2) đổ đầy nước kiềm vào lò hơi (pH = 11), chứa lượng dư ion SO3 (khoảng 0,01%), và bảo quản dưới nắp đậy kín nước hoặc hơi nước;
3) làm đầy lò hơi bằng dung dịch kiềm có chứa muối axit cromic (0,02-0,03% CrO4 ").
Trong quá trình tẩy rửa nồi hơi bằng hóa chất, lớp oxit sắt bảo vệ ở nhiều nơi sẽ bị loại bỏ. Sau đó, những nơi này có thể không được bao phủ bởi một lớp liên tục mới hình thành và vỏ sẽ xuất hiện trên chúng, ngay cả khi không có đồng. Do đó, nên làm mới lớp ôxít sắt ngay sau khi tẩy rửa bằng hóa chất bằng cách xử lý bằng dung dịch kiềm sôi (tương tự như cách làm đối với các nồi hơi mới đưa vào vận hành).

Ăn mòn bộ tiết kiệm

Các quy định chung về ăn mòn lò hơi được áp dụng như nhau đối với các bộ tiết kiệm. Tuy nhiên, bộ tiết kiệm, bằng cách làm nóng nước cấp và đặt ở phía trước lò hơi, đặc biệt nhạy cảm với việc hình thành các hố ăn mòn. Nó đại diện cho bề mặt có nhiệt độ cao đầu tiên chịu tác động phá hủy của oxy hòa tan trong nước cấp. Ngoài ra, nước đi qua bộ tiết kiệm thường có độ pH thấp và không chứa chất làm chậm hóa học.
Kiểm soát ăn mòn của bộ tiết kiệm bao gồm khử nước và thêm chất làm chậm kiềm và hóa học.
Đôi khi nước lò hơi được xử lý bằng cách đưa một phần của nó qua bộ tiết kiệm. Trong trường hợp này, cần tránh đóng cặn bùn trong bộ tiết kiệm. Ảnh hưởng của tuần hoàn nước lò hơi này đến chất lượng hơi cũng phải được xem xét.

XỬ LÝ NƯỚC BẰNG LÒ HƠI

KHẮC PHỤC TRONG NƯỚC NỒI HƠI TẬP TRUNG

ALKALINE FRAGILITY CỦA THÉP

Điện áp cần thiết để xảy ra độ giòn của kiềm

Thực tế cho thấy khả năng gãy giòn của thép nồi hơi thông thường thấp, nếu ứng suất không vượt quá cường độ chảy. Ứng suất tạo ra bởi áp suất hơi nước hoặc tải trọng phân bố đều từ trọng lượng chết của kết cấu không thể dẫn đến nứt. Tuy nhiên, ứng suất tạo ra khi cuộn tấm lò hơi, biến dạng trong quá trình tán đinh, hoặc bất kỳ quá trình gia công nguội nào có biến dạng vĩnh viễn đều có thể gây nứt.
Ứng suất bên ngoài không cần thiết đối với vết nứt. Một mẫu thép lò hơi, trước đây được giữ dưới ứng suất uốn không đổi và sau đó được thả ra, có thể nứt trong dung dịch kiềm, nồng độ của nó bằng với nồng độ kiềm tăng lên trong nước lò hơi.

Nồng độ kiềm

Nồng độ kiềm thông thường trong trống lò hơi không thể gây nứt, vì nó không vượt quá 0,1% NaOH, và nồng độ thấp nhất mà độ giòn của kiềm quan sát được là cao hơn bình thường khoảng 100 lần.
Nồng độ cao như vậy có thể là do nước thấm cực chậm qua đinh tán hoặc một số khe hở khác. Điều này giải thích sự xuất hiện của muối cứng bên ngoài hầu hết các mối nối đinh tán trong nồi hơi. Rò rỉ nguy hiểm nhất là rò rỉ khó phát hiện, nó để lại cặn rắn bên trong mối nối tán đinh, nơi có ứng suất dư cao. Tác động kết hợp của ứng suất và dung dịch đậm đặc có thể gây ra các vết nứt của độ giòn kiềm.

Thiết bị phát hiện độ giòn của kiềm

Một thiết bị đặc biệt để kiểm soát thành phần của nước tái tạo quá trình bay hơi của nước với sự gia tăng nồng độ kiềm trên mẫu thép chịu lực trong cùng điều kiện xảy ra ở khu vực mối nối đinh tán. Sự nứt vỡ của mẫu đối chứng chỉ ra rằng nước nồi hơi có thành phần đã cho có khả năng gây ra độ giòn kiềm. Vì vậy, trong trường hợp này, cần phải xử lý nước loại bỏ các đặc tính độc hại của nó. Tuy nhiên, việc nứt mẫu đối chứng không có nghĩa là các vết nứt đã xuất hiện hoặc sẽ xuất hiện trong lò hơi. Các đường nối có đinh tán hoặc các mối nối khác không nhất thiết phải đồng thời rò rỉ (hấp thụ), ứng suất và tăng nồng độ kiềm, như trong mẫu đối chứng.
Thiết bị điều khiển được lắp trực tiếp trên nồi hơi và có thể đánh giá chất lượng nước của nồi hơi.
Thử nghiệm kéo dài từ 30 ngày trở lên với lượng nước luân chuyển liên tục qua thiết bị kiểm soát.

Nhận dạng vết nứt giòn bằng kiềm

Các vết nứt do giòn kiềm trong thép lò hơi thông thường có bản chất khác với vết nứt do mỏi hoặc ứng suất cao. Điều này được minh họa trong hình. I9, cho thấy bản chất giữa các hạt của các vết nứt dạng lưới mịn như vậy. Có thể thấy sự khác biệt giữa các vết nứt độ giòn do kiềm giữa các hạt và các vết nứt nội hạt do mỏi ăn mòn gây ra bằng cách so sánh.
Trong thép hợp kim (ví dụ, thép niken hoặc silic-mangan) được sử dụng cho nồi hơi đầu máy hơi nước, các vết nứt cũng nằm trong một lưới, nhưng chúng không phải lúc nào cũng đi qua giữa các tinh thể, như trong trường hợp thép nồi hơi thông thường.

Lý thuyết độ giòn kiềm

Các nguyên tử trong mạng tinh thể của kim loại nằm ở ranh giới của các tinh thể chịu hiệu ứng đối xứng của các nguyên tử lân cận của chúng ít hơn so với các nguyên tử trong phần còn lại của khối hạt. Do đó, chúng dễ dàng rời khỏi mạng tinh thể hơn. Người ta có thể nghĩ rằng với việc lựa chọn cẩn thận môi trường xâm thực, sẽ có thể đạt được sự loại bỏ có chọn lọc các nguyên tử ra khỏi ranh giới của tinh thể. Thật vậy, các thí nghiệm cho thấy trong dung dịch axit, trung tính (có sự trợ giúp của dòng điện yếu, tạo điều kiện thuận lợi cho sự ăn mòn) và các dung dịch kiềm đặc, có thể thu được crackinh giữa các hạt. Nếu dung dịch gây ăn mòn nói chung bị thay đổi bằng cách thêm một số chất tạo thành màng bảo vệ trên bề mặt của các tinh thể, thì sự ăn mòn tập trung ở ranh giới giữa các tinh thể.
Dung dịch gây hại trong trường hợp này là dung dịch natri hydroxit. Natri silicat có thể bảo vệ bề mặt tinh thể mà không ảnh hưởng đến ranh giới giữa chúng. Kết quả của tác động bảo vệ và xâm thực chung phụ thuộc vào nhiều trường hợp: nồng độ, nhiệt độ, trạng thái ứng suất của kim loại và thành phần của dung dịch.
Ngoài ra còn có một lý thuyết keo về tính giòn của kiềm và một lý thuyết về tác dụng của hydro hòa tan trong thép.

Cách để chống lại độ giòn của kiềm

Một trong những cách để chống lại độ giòn do kiềm là thay thế đinh tán nồi hơi bằng hàn, điều này giúp loại bỏ khả năng rò rỉ. Độ giòn cũng có thể được loại bỏ bằng cách sử dụng thép chống ăn mòn giữa các hạt hoặc bằng cách xử lý hóa chất đối với nước lò hơi. Trong các nồi hơi có đinh tán hiện đang được sử dụng, phương pháp thứ hai là phương pháp duy nhất được chấp nhận.
Thử nghiệm sơ bộ bằng cách sử dụng mẫu đối chứng là cách tốt nhất để xác định hiệu quả của một số chất phụ gia bảo vệ trong nước. Muối natri sunfat không chống nứt vỡ. Muối nitơ natri được sử dụng thành công để chống nứt ở áp suất lên đến 52,5 kg / cm2. Dung dịch muối natri nitric đậm đặc sôi ở áp suất khí quyển có thể gây ra các vết nứt do ăn mòn do ứng suất trong thép nhẹ.
Hiện nay, muối natri nitric được sử dụng rộng rãi trong các lò hơi cố định. Nồng độ muối natri nitric tương ứng với 20 - 30% nồng độ kiềm.

KHẮC PHỤC SƯỞI HƠI

Hydro là thước đo tốc độ ăn mòn

Nhiệt độ hơi trong các lò hơi hiện đại tiếp cận với nhiệt độ được sử dụng trong sản xuất hydro công nghiệp bằng phản ứng trực tiếp giữa hơi nước và sắt.
Tốc độ ăn mòn của các đường ống làm bằng thép cacbon và thép hợp kim dưới tác động của hơi nước ở nhiệt độ lên đến 650 ° có thể được đánh giá bằng thể tích hydro thoát ra. Sự phát triển của hydro đôi khi được sử dụng như một thước đo của sự ăn mòn nói chung.
Gần đây, ba loại thiết bị loại bỏ khí và không khí thu nhỏ đã được sử dụng tại các nhà máy điện ở Hoa Kỳ. Chúng đảm bảo loại bỏ hoàn toàn các khí và nước ngưng tụ đã khử khí phù hợp để xác định các muối trong nó do hơi nước mang đi từ lò hơi. Giá trị gần đúng của độ ăn mòn chung của bộ quá nhiệt trong quá trình vận hành của lò hơi có thể nhận được bằng cách xác định sự khác biệt về nồng độ hydro trong các mẫu hơi lấy trước và sau khi nó đi qua bộ quá nhiệt.

Ăn mòn do tạp chất trong hơi nước gây ra

Hơi nước bão hòa đi vào bộ quá nhiệt mang theo một lượng khí và muối nhỏ nhưng có thể đo được từ nước nồi hơi. Các khí phổ biến nhất là oxy, amoniac và carbon dioxide. Khi hơi nước đi qua bộ quá nhiệt, không quan sát thấy sự thay đổi đáng kể nào về nồng độ của các khí này. Chỉ có sự ăn mòn nhỏ đối với bộ quá nhiệt kim loại có thể là do các khí này. Cho đến nay, người ta vẫn chưa chứng minh được rằng muối hòa tan trong nước, ở dạng khô hoặc lắng đọng trên các phần tử quá nhiệt, có thể góp phần gây ăn mòn. Tuy nhiên, xút, là thành phần chính của muối bị cuốn vào trong nước lò hơi, có thể góp phần ăn mòn ống rất nóng, đặc biệt nếu kiềm bám vào thành kim loại.
Việc tăng độ tinh khiết của hơi bão hòa đạt được bằng cách loại bỏ triệt để các khí khỏi nước cấp trước đó. Giảm lượng muối cuốn theo hơi nước đạt được bằng cách làm sạch kỹ lưỡng ở phần trên, sử dụng bộ phân tách cơ học, rửa sạch hơi nước bão hòa bằng nước cấp hoặc xử lý nước bằng hóa chất thích hợp.
Việc xác định nồng độ và bản chất của các chất khí do hơi nước bão hòa cuốn vào được thực hiện bằng cách sử dụng các thiết bị trên và phân tích hóa học. Thuận tiện để xác định nồng độ của muối trong hơi nước bão hòa bằng cách đo độ dẫn điện của nước hoặc sự bay hơi của một lượng lớn chất ngưng tụ.
Một phương pháp cải tiến để đo độ dẫn điện được đề xuất và các hiệu chỉnh tương ứng đối với một số khí hòa tan được đưa ra. Chất ngưng tụ trong các thiết bị loại bỏ khí thu nhỏ nói trên cũng có thể được sử dụng để đo độ dẫn điện.
Khi lò hơi không hoạt động, bộ quá nhiệt là một tủ lạnh, trong đó nước ngưng tụ tích tụ; trong trường hợp này, có thể làm rỗ dưới nước bình thường nếu hơi nước có chứa oxy hoặc carbon dioxide.

Các bài viết phổ biến

Giới thiệu

Ăn mòn (từ tiếng Latinh corrosio - ăn mòn) là sự phá hủy tự phát của kim loại do tương tác hóa học hoặc hóa lý với môi trường. Nói chung, đây là sự phá hủy bất kỳ vật liệu nào - có thể là kim loại hoặc gốm sứ, gỗ hoặc polyme. Nguyên nhân của sự ăn mòn là sự mất ổn định nhiệt động của vật liệu kết cấu trước tác động của các chất tiếp xúc với chúng. Một ví dụ là oxy ăn mòn sắt trong nước:

4Fe + 2Н 2 О + ЗО 2 = 2 (Fe 2 O 3 Н 2 О)

Trong cuộc sống hàng ngày, thuật ngữ "gỉ" thường được sử dụng cho các hợp kim sắt (thép). Ít được biết đến hơn là các trường hợp ăn mòn polyme. Liên quan đến chúng, có khái niệm "lão hóa", tương tự như thuật ngữ "ăn mòn" đối với kim loại. Ví dụ, sự lão hóa của cao su do tương tác với oxy trong khí quyển hoặc sự phá hủy của một số loại nhựa dưới tác động của lượng mưa trong khí quyển, cũng như ăn mòn sinh học. Tốc độ ăn mòn, giống như bất kỳ phản ứng hóa học nào, phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ. Nhiệt độ tăng 100 độ có thể làm tăng tốc độ ăn mòn lên vài bậc.

Các quá trình ăn mòn được đặc trưng bởi sự phân bố rộng rãi và nhiều điều kiện và môi trường mà nó xảy ra. Do đó, không có sự phân loại đơn lẻ và toàn diện về sự xuất hiện của ăn mòn. Việc phân loại chính được thực hiện theo cơ chế của quá trình. Có hai loại: ăn mòn hóa học và ăn mòn điện hóa. Trong bài tiểu luận này, vấn đề ăn mòn hóa học được xem xét chi tiết bằng cách sử dụng ví dụ về các nhà máy sản xuất nồi hơi trên tàu thủy có công suất nhỏ và lớn.

Các quá trình ăn mòn được đặc trưng bởi sự phân bố rộng rãi và nhiều điều kiện và môi trường mà nó xảy ra. Do đó, không có sự phân loại đơn lẻ và toàn diện về sự xuất hiện của ăn mòn.

Theo loại phương tiện xâm thực trong đó quá trình phá hủy diễn ra, ăn mòn có thể thuộc các loại sau:

1) -Gas ăn mòn

2) - Ăn mòn trong chất không điện giải

3)-Ăn mòn khí quyển

4) - Ăn mòn trong chất điện phân

5) -Chế độ ăn mòn dưới lòng đất

6) - Xói mòn

7) - Ăn mòn do dòng điện đi lạc.

Theo các điều kiện của quá trình ăn mòn, các loại sau khác nhau:

1) - Ăn mòn liên hệ

2) - Ăn mòn đường nứt

3) - Ăn mòn khi ngâm không hoàn toàn

4) - Ăn mòn khi ngâm hoàn toàn

5) - Ăn mòn khi ngâm xen kẽ

6)-ăn mòn ma sát

7) - Ăn mòn dưới ứng suất.

Theo bản chất của sự phá hủy:

Ăn mòn liên tục bao phủ toàn bộ bề mặt:

1) -đồng nhất;

2) - không đồng đều;

3) -chuyên đề.

Ăn mòn cục bộ (cục bộ), bao gồm các khu vực nhất định:

1)-điểm;

2) - loét;

3) -điểm (hoặc rỗ);

4) -đi qua;

5)-tinh thể.

1. Ăn mòn hóa học

Hãy tưởng tượng một kim loại đang trong quá trình sản xuất kim loại cán tại một nhà máy luyện kim: một khối nóng đỏ đang chuyển động dọc theo giá đỡ của một nhà máy cán. Trong tất cả các hướng từ nó phun lửa phân tán. Đó là từ bề mặt của kim loại mà các hạt cặn bị mẻ ra - một sản phẩm của sự ăn mòn hóa học phát sinh từ sự tương tác của kim loại với oxy trong không khí. Quá trình phá hủy kim loại tự phát như vậy do sự tương tác trực tiếp giữa các phần tử của chất oxi hóa và kim loại bị oxi hóa được gọi là ăn mòn hóa học.

Ăn mòn hóa học là sự tương tác của bề mặt kim loại với môi trường (ăn mòn), không kèm theo sự xuất hiện của các quá trình điện hóa ở ranh giới pha. Trong trường hợp tương tác này, quá trình oxy hóa kim loại và sự khử thành phần oxy hóa của môi trường ăn mòn tiến hành cùng một lúc. Ví dụ, sự hình thành cáu cặn trong quá trình tương tác của vật liệu làm từ sắt ở nhiệt độ cao với oxy:

4Fe + 3O 2 → 2Fe 2 O 3

Trong ăn mòn điện hóa, sự ion hóa của các nguyên tử kim loại và sự khử thành phần oxy hóa của môi trường ăn mòn xảy ra trong nhiều hành động và tốc độ của chúng phụ thuộc vào thế điện cực của kim loại (ví dụ, gỉ thép trong nước biển).

Trong ăn mòn hóa học, sự oxi hóa kim loại và sự khử thành phần oxi hóa của môi trường bị ăn mòn xảy ra đồng thời. Sự ăn mòn như vậy được quan sát thấy khi khí khô (không khí, sản phẩm đốt cháy nhiên liệu) và chất lỏng không điện phân (dầu, xăng, v.v.) tác dụng với kim loại và là một phản ứng hóa học không đồng nhất.

Quá trình ăn mòn hóa học như sau. Thành phần oxy hóa của môi trường bên ngoài, lấy đi các điện tử hóa trị của kim loại, đồng thời xâm nhập vào hợp chất hóa học với nó, tạo thành một lớp màng trên bề mặt kim loại (sản phẩm ăn mòn). Sự hình thành thêm của màng xảy ra do sự khuếch tán song phương lẫn nhau qua màng của môi trường xâm thực tới kim loại và các nguyên tử kim loại đối với môi trường bên ngoài và tương tác của chúng. Trong trường hợp này, nếu màng được tạo thành có đặc tính bảo vệ, tức là nó ngăn cản sự khuếch tán của các nguyên tử, thì sự ăn mòn sẽ xảy ra với quá trình tự làm chậm theo thời gian. Màng như vậy hình thành trên đồng ở nhiệt độ nung 100 ° C, trên niken ở 650, và trên sắt ở 400 ° C. Làm nóng các sản phẩm thép trên 600 ° C dẫn đến sự hình thành một lớp màng lỏng lẻo trên bề mặt của chúng. Khi nhiệt độ tăng, quá trình oxy hóa tăng nhanh.

Loại ăn mòn hóa học phổ biến nhất là ăn mòn kim loại trong chất khí ở nhiệt độ cao - ăn mòn khí. Ví dụ về sự ăn mòn đó là quá trình oxy hóa các phụ kiện lò, các bộ phận của động cơ đốt trong, lưới điện, các bộ phận của đèn dầu, và quá trình oxy hóa trong quá trình xử lý kim loại ở nhiệt độ cao (rèn, cán, dập). Sự hình thành các sản phẩm ăn mòn khác cũng có thể xảy ra trên bề mặt của các sản phẩm kim loại. Ví dụ, dưới tác dụng của các hợp chất của lưu huỳnh với sắt, các hợp chất của lưu huỳnh được hình thành, trên bạc dưới tác dụng của hơi iot - bạc iotua, ... Tuy nhiên, thông thường một lớp hợp chất oxit được hình thành trên bề mặt kim loại.

Nhiệt độ có ảnh hưởng lớn đến tốc độ ăn mòn hóa học. Khi nhiệt độ tăng, tốc độ ăn mòn khí tăng. Thành phần của môi trường khí có ảnh hưởng cụ thể đến tốc độ ăn mòn của các kim loại khác nhau. Vì vậy, niken bền trong oxy, carbon dioxide, nhưng ăn mòn mạnh trong môi trường có lưu huỳnh đioxit. Đồng ăn mòn trong oxy, nhưng có khả năng chống lại lưu huỳnh đioxit. Crom có ​​khả năng chống ăn mòn trong cả ba loại khí.

Để bảo vệ chống lại sự ăn mòn của khí, hợp kim chịu nhiệt với crom, nhôm và silicon được sử dụng, tạo ra môi trường bảo vệ và lớp phủ bảo vệ bằng nhôm, crom, silicon và men chịu nhiệt.

2. Ăn mòn hóa học trong nồi hơi tàu thủy.

Các dạng ăn mòn. Trong quá trình vận hành, các phần tử của lò hơi tiếp xúc với môi trường xâm thực - nước, hơi nước và khí thải. Phân biệt ăn mòn hóa học và ăn mòn điện hóa học.

Các bộ phận và cụm máy hoạt động ở nhiệt độ cao dễ bị ăn mòn hóa học - động cơ piston và tua bin, động cơ tên lửa, v.v. Ái lực hóa học của hầu hết các kim loại đối với ôxy ở nhiệt độ cao gần như không giới hạn, vì ôxit của tất cả các kim loại quan trọng về mặt kỹ thuật đều có thể hòa tan trong kim loại và rời khỏi hệ thống cân bằng:

Trong những điều kiện này, quá trình oxy hóa luôn có thể xảy ra, nhưng cùng với sự hòa tan của oxit, một lớp oxit xuất hiện trên bề mặt kim loại, có thể ức chế quá trình oxy hóa.

Tốc độ oxy hóa kim loại phụ thuộc vào tốc độ của chính phản ứng hóa học và tốc độ khuếch tán của chất oxy hóa qua màng, do đó hiệu quả bảo vệ của màng càng cao, tính liên tục của nó càng tốt và khả năng khuếch tán càng thấp. Tính liên tục của màng được hình thành trên bề mặt kim loại có thể được ước tính bằng tỷ lệ giữa thể tích của oxit được tạo thành hoặc một số hợp chất khác với thể tích của kim loại được tiêu thụ để tạo thành oxit này (hệ số Pilling-Badwards). Hệ số a (hệ số Pilling - Badwards) có ý nghĩa khác nhau đối với các kim loại khác nhau. Kim loại với một<1, не могут создавать сплошные оксидные слои, и через несплошности в слое (трещины) кислород свободно проникает к поверхности металла.

Các lớp oxit liên tục và ổn định được hình thành ở = 1.2-1.6, nhưng ở các giá trị lớn của a, các màng không liên tục, dễ dàng tách ra khỏi bề mặt kim loại (cặn sắt) do ứng suất bên trong gây ra.

Yếu tố Pilling - Badwards đưa ra một ước tính rất gần đúng, vì thành phần của các lớp oxit có vĩ độ rộng của vùng đồng nhất, điều này cũng được phản ánh trong mật độ oxit. Vì vậy, ví dụ, đối với chrome = 2,02 (ở pha tinh khiết), nhưng màng oxit hình thành trên nó rất bền với tác động của môi trường. Độ dày của màng oxit trên bề mặt kim loại thay đổi theo thời gian.

Ăn mòn hóa học do hơi nước hoặc nước phá hủy kim loại đồng đều trên toàn bộ bề mặt. Tỷ lệ ăn mòn như vậy trong các nồi hơi biển hiện đại là thấp. Nguy hiểm hơn là ăn mòn hóa học cục bộ do các hợp chất hóa học xâm thực chứa trong cặn tro (lưu huỳnh, ôxít vanadi, v.v.).

Ăn mòn điện hóa, như tên gọi của nó cho thấy, không chỉ liên quan đến các quá trình hóa học, mà còn với sự chuyển động của các electron trong môi trường tương tác, tức là có sự xuất hiện của dòng điện. Các quá trình này xảy ra khi kim loại tương tác với dung dịch điện phân, diễn ra trong nồi hơi, trong đó nước nồi hơi tuần hoàn, là dung dịch muối và kiềm bị phân hủy thành ion. Ăn mòn điện hóa còn xảy ra khi kim loại tiếp xúc với không khí (ở nhiệt độ thường) luôn chứa hơi nước đọng lại trên bề mặt kim loại dưới dạng màng ẩm mỏng, tạo điều kiện để xảy ra ăn mòn điện hóa.