Главная » 2011 » Февраль » 10 » Высокотемпературная и низкотемпературная скорости коррозии наружных поверхностей нагрева котла.
20:34
Высокотемпературная и низкотемпературная скорости коррозии наружных поверхностей нагрева котла.
КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛА ЭЛЕМЕНТОВ КОТЛА В результате физико-химических процессов, возникающих при взаимодействии металла с омывающей его средой, может возникать процесс разрушения металла, который называют коррозией. Если коррозионный процесс сопровождается протеканием электрического тока, его называют электрохимической коррозией. Сущность электрохимической коррозии состоит в том, что при соприкосновении металла с электролитами создаются условия для возникновения на поверхности обратимых и необратимых электродов, разность потенциалов которых и обусловливает наличие коррозионного тока. Если процесс коррозии подчиняется законам химических гетерогенных реакций и при этом не возникает электрический ток, его называют химической коррозией. Для условий работы металла поверхностей нагрева при относительно высокой их температуре характерна электрохимическая коррозия. ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНАЯ КОРРОЗИЯ НАРУЖНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ НАГРЕВА В результате воздействия продуктов сгорания высокой температуры на поверхности металла образуется оксидная пленка. При высокой температуре металла процесс образования окалины усиливается. Наиболее интенсивная высокотемпературная коррозия имеет место при наличии сернистых соединений в продуктах сгорания. В области высоких температур газов при соприкосновении газов с горячими поверхностями нагрева имеет место образование БОз из Б02 при наличии локальных избытков кислорода. В частности, нагретый до высокой температуры металл паропрегревателя служит катализатором окисления Б02 в БОз, при этом наибольшую каталитическую активность имеет пленка окалины Ее203. Каталитическое воздействие на образование БОз оказывает также слой золы при температуре примерно 600°С. При наличии оксидов серы в газах происходит соединение их со щелочными компонентами золы ' и образование сульфитов, которые разрушающе действуют на защитную пленку окалины. Трубки выходных ступеней пароперегревателей наиболее подвержены газовой коррозии. Повреждение трубок пароперегревателей, по-видимому, вызывается окислением ЭОг в Б03 и образованием при этом сульфидных оксидов железа на поверхности труб, разрушающе действующих на . защитную пленку окалины. Наличие в золе топлива оксида ванадия У205 также усиливает газовую высокотемпературную коррозию вследствие растворяющего ее действия на защитные пленки окалины. В частности, в минеральных примесях мазута оксид ! ванадия достигает 70 % в пересчете на У2Ов. Обычно ванадиевая высокотемпературная коррозия наблюдается на трубках пароперегревателя котлов высокого и сверхвысокого давления и на поверхности стальных неохлаждаемых деталей, находящихся в области высоких температур газов. Опасность ванадиевой коррозии может быть снижена путем увеличения скорости газового потока и мероприятиями по уменьшению отложения золы, защитой трубок, например, графитовыми покрытиями. НИЗКОТЕМПЕРАТУРНАЯ КОРРОЗИЯ НАРУЖНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ НАГРЕВА Низкотемпературная коррозия возникает при конденсации на поверхности нагрева водяных паров и образовании жидкой пленки, являющейся электролитом. Конденсация водяных паров возникает при температуре поверхности нагрева ниже точки росы, которая определяется парциальным давлением водяных паров в продуктах сгорания, увеличивающимся с повышением влажности топлива и содержания - в нем водорода. Например, точка росы в продуктах сгорания АШ равна 27—28 °С, бурых углей 45—55 °С, мазута 44—45 °С и природного газа 54—55°С. Наличие в продуктах сгорания Б02 и Э03 повышает температуру точки росы до 100— 110°С. На рис. 25.2 показаны зависимости температуры точки росы от наличия Б03 и Н2Б04 в продуктах сгорания. Для особо сернистых топлив температура точки росы повышается до 150 °С. При наличии водяных паров и сернистых соединений в продуктах сгорания образуется парообразная система Н20—H2S04. Температура образования жидкой серной кислоты в продуктах сгорания определяется содержанием серы в топливе и при сжигании топлива с $"=0,012% кг/МДж равна 65°С, а при Sn=0,l-0,2 % кг/МДж она составит 125—140 °С. Конденсация чистых водяных паров при температуре поверхности ниже точки росы при отсутствии содержания в газах сернистых соединений может вызывать кислородную коррозию в воздухоподогревателе, расположенном в-чэбласти низких температур, и в результате привести к сквозному разъеданию труб и перетеканию воздуха в газовую среду. Наличие в газах сернистых соединений и конденсация на поверхностях нагрева жидкой пленки, содержащей H2SO4, активизируют коррозию. На рис. 25.3 показаны зависимости скорости коррозии от температуры поверхности и от концентрации H2S04. Наибольшая скорость коррозии /СмаКс имеет место при температуре стенки, близкой к температуре точки росы tp. При *от>*р скорость коррозии уменьшается, а при дальнейшем повышении температуры — снова возрастает. Как видно из рис. 25.3, а, имеется область температур стенки, при которой скорость коррозии незначительна и поверхность нагрева может работать длительное время. При работе на твердом сернистом топливе в зоне температур 70—110°С скорость коррозии не превышает 0,2 мм/год. При сжигании сернистого мазута скорость коррозии существенно выше, чем при сжигании твердого топлива, при этом характеристика /С=/(/ст) не имеет безопасной зоны. Наиболее активно низкотемпературная коррозия проявляется в воздухоподогревателях, в которых имеют место наиболее низкие температуры греющего и нагреваемого теплоносителей.
