خوردگی خارجی لوله های صفحه. خوردگی دیگ های بخار خوردگی گاز عناصر تجهیزات دیگ بخار

تعدادی از دیگ خانه ها از رودخانه و آب لوله کشیبا pH پایین و سختی کم. تصفیه اضافی آب رودخانه در یک شبکه آب معمولاً منجر به کاهش pH، کاهش قلیاییت و افزایش محتوای دی اکسید کربن خورنده می شود. ظهور دی اکسید کربن تهاجمی نیز در طرح های اتصال مورد استفاده برای سیستم های تامین گرمای بزرگ با مصرف مستقیم آب امکان پذیر است. آب گرم(2000h3000 تن در ساعت). نرم شدن آب طبق طرح کاتیونیزاسیون سدیم به دلیل حذف بازدارنده های خوردگی طبیعی - نمک های سختی، تهاجمی آن را افزایش می دهد.

با تنظیم ضعیف هوادهی آب و افزایش احتمالی غلظت اکسیژن و دی اکسید کربن، به دلیل عدم اقدامات حفاظتی اضافی در سیستم های تامین گرما، تجهیزات برق حرارتی CHPP مستعد خوردگی داخلی هستند.

هنگام بررسی مجرای سازنده یکی از CHPP ها در لنینگراد، داده های زیر در مورد نرخ خوردگی، g/(m2 4) به دست آمد:

محل نصب نشانگرهای خوردگی

در خط لوله آب آرایشی بعد از بخاری‌های شبکه گرمایشی در مقابل هواگیرها، لوله‌هایی به ضخامت 7 میلی‌متر در طول سال بهره‌برداری نازک شده و در نقاطی تا 1 میلی‌متر در برخی مناطق از طریق سوراخ‌هایی ایجاد شد.

علل خوردگی حفره ای لوله های دیگ آب گرم به شرح زیر است:

حذف ناکافی اکسیژن از آب آرایشی؛

مقدار pH پایین به دلیل وجود دی اکسید کربن تهاجمی

(تا 10h15 mg/l)؛

تجمع محصولات خوردگی اکسیژن آهن (Fe2O3؛) بر روی سطوح انتقال حرارت.

عملکرد تجهیزات روی آب شبکه با غلظت آهن بیش از 600 میکروگرم در لیتر معمولاً منجر به این واقعیت می شود که برای چندین هزار ساعت کارکرد دیگ های آب گرم، رانش شدید (بیش از 1000 گرم در متر مربع) رسوبات اکسید آهن وجود دارد. روی سطوح گرمایشی آنها در عین حال، نشت های مکرر در لوله های قسمت همرفتی مشاهده می شود. در ترکیب رسوبات، محتوای اکسیدهای آهن معمولاً به 80-90٪ می رسد.

به خصوص برای عملکرد دیگ های آب گرم، دوره های راه اندازی مهم است. در طول دوره اولیه عملیات، یک CHPP از حذف اکسیژن مطابق با استانداردهای تعیین شده توسط PTE اطمینان حاصل نکرد. میزان اکسیژن موجود در آب آرایشی 10 برابر بیشتر از این هنجارها بود.

غلظت آهن در آب آرایشی به 1000 میکروگرم در لیتر رسید و در آب برگشتیسیستم های گرمایش - 3500 میکروگرم در لیتر. پس از سال اول بهره برداری، برش هایی از خطوط لوله آب شبکه انجام شد، مشخص شد که آلودگی سطح آنها به محصولات خوردگی بیش از 2000 گرم در متر مربع است.

لازم به ذکر است که در این CHPP قبل از راه اندازی دیگ بخار، سطوح داخلی لوله های صفحه و لوله های بسته همرفتی تحت تمیزکاری شیمیایی قرار گرفتند. تا زمان برش نمونه های لوله دیواری، دیگ بخار به مدت 5300 ساعت کار کرده بود. لوله صفحه نمایشدارای یک لایه ناهموار از رسوبات اکسید آهن به رنگ قهوه ای مشکی بود که به شدت با فلز مرتبط بود. ارتفاع غده 10x12 میلی متر؛ آلودگی ویژه 2303 گرم بر متر مربع.

ترکیب سپرده، %

سطح فلز زیر لایه رسوبات تحت تأثیر زخم هایی تا عمق 1 میلی متر قرار گرفت. لوله های بسته همرفتی از داخل با رسوباتی از نوع اکسید آهن رنگ سیاه قهوه ای با ارتفاع غده تا 3x4 میلی متر پر شد. سطح فلز زیر رسوبات با زخم پوشیده شده است اندازه های مختلفبا عمق 0.3x1.2 و قطر 0.35x0.5 میلی متر. لوله های جداگانه دارای سوراخ های (فیستول) بودند.

چه زمانی دیگهای آب گرمبر روی سیستم های قدیمی نصب شده است گرمایش منطقه ای، که در آن مقدار قابل توجهی اکسید آهن انباشته شده است، مواردی از رسوب این اکسیدها در لوله های گرم شده دیگ وجود دارد. قبل از روشن کردن دیگهای بخار، لازم است کل سیستم را کاملاً شستشو دهید.

تعدادی از محققین نقش مهمی را در وقوع خوردگی زیر لجنی فرآیند زنگ زدگی لوله های دیگ های آب گرمایش در زمان توقف آنها که اقدامات مناسب برای جلوگیری از خوردگی پارکینگ انجام نمی شود، تشخیص می دهند. مراکز خوردگی که تحت تأثیر ایجاد می شوند هوای جویدر سطوح مرطوب دیگ ها، در طول کار دیگ ها به کار خود ادامه دهید.

شناسایی انواع خوردگی دشوار است، و بنابراین، خطاها در تعیین اقدامات بهینه از نظر فنی و اقتصادی برای مقابله با خوردگی غیر معمول نیست. اقدامات لازم اصلی مطابق با مقرراتی انجام می شود که حدود آغازگرهای اصلی خوردگی را تعیین می کند.

GOST 20995-75 "دیگ های بخار ثابت با فشار تا 3.9 مگاپاسکال. شاخص‌های کیفیت آب و بخار خوراک» شاخص‌های موجود در آب خوراک را استاندارد می‌کند: شفافیت، یعنی مقدار ناخالصی‌های معلق. سختی کلی، محتوای ترکیبات آهن و مس - جلوگیری از تشکیل رسوب و رسوبات اکسید آهن و مس؛ مقدار pH - جلوگیری از خوردگی قلیایی و اسیدی و همچنین کف کردن در درام دیگ. محتوای اکسیژن - جلوگیری از خوردگی اکسیژن؛ محتوای نیتریت - جلوگیری از خوردگی نیتریت؛ محتوای روغن - جلوگیری از ایجاد کف در درام دیگ.

مقادیر هنجارها بسته به فشار در دیگ بخار (از این رو، در دمای آب)، قدرت جریان گرمای محلی و فناوری تصفیه آب توسط GOST تعیین می شود.

هنگام بررسی علل خوردگی، اول از همه، لازم است مکان های تخریب فلزات (در صورت وجود) بررسی شود، شرایط کار دیگ در دوره قبل از حادثه تجزیه و تحلیل شود، کیفیت آب تغذیه، بخار و رسوبات تجزیه و تحلیل شود. ، تجزیه و تحلیل ویژگی های طراحیدیگ بخار

در معاینه خارجی، می توان به انواع خوردگی زیر مشکوک شد.

خوردگی اکسیژن

: مقاطع لوله ورودی اکونومایزرهای فولادی; خطوط لوله تامین در هنگام ملاقات با آب کم اکسیژن (بالاتر از حد معمول) - "نفوذ" اکسیژن در صورت هوازدگی ضعیف. آبگرمکن تغذیه؛ تمام مناطق مرطوب دیگ بخار در هنگام خاموش شدن آن و عدم اتخاذ تدابیری برای جلوگیری از ورود هوا به دیگ بویلر، به ویژه در مناطق راکد، هنگام تخلیه آب، جایی که خارج کردن میعانات بخار از آنجا دشوار است یا آن را به طور کامل با آب پر می کند، به عنوان مثال، لوله های عمودی سوپرهیترها. در طول زمان خرابی، خوردگی در حضور قلیایی (کمتر از 100 میلی گرم در لیتر) افزایش می یابد (محلی می شود).

خوردگی اکسیژن به ندرت (زمانی که محتوای اکسیژن در آب به طور قابل توجهی بالاتر از حد معمول است - 0.3 میلی گرم در لیتر) در دستگاه های جداسازی بخار درام های دیگ بخار و روی دیواره درام ها در مرز سطح آب ظاهر می شود. در لوله های پایین در لوله های بالارونده، به دلیل اثر هوازدایی حباب های بخار، خوردگی رخ نمی دهد.

نوع و ماهیت آسیب. زخم هایی با اعماق و قطرهای مختلف که اغلب با غده هایی پوشیده شده اند که پوسته بالایی آن اکسیدهای آهن مایل به قرمز است (احتمالاً هماتیت Fe 2 O 3). شواهدی از خوردگی فعال: زیر پوسته غده ها - یک رسوب مایع سیاه رنگ، احتمالا مگنتیت (Fe 3 O 4) مخلوط با سولفات ها و کلریدها. با خوردگی مرطوب، یک فضای خالی در زیر پوسته وجود دارد، و پایین زخم با رسوبات رسوب و لجن پوشیده شده است.

در pH> 8.5 - زخم ها نادر هستند، اما در pH بزرگتر و عمیق تر هستند< 8,5 - встречаются чаще, но меньших размеров. Только вскрытие бугорков помогает интерпретировать бугорки не как поверхностные отложения, а как следствие коррозии.

در سرعت آب بیش از 2 متر بر ثانیه، غده ها ممکن است شکل مستطیلی در جهت جت به خود بگیرند.

. پوسته های مگنتیت به اندازه کافی متراکم هستند و می توانند به عنوان یک مانع مطمئن برای نفوذ اکسیژن به داخل غده ها عمل کنند. اما اغلب در نتیجه خستگی ناشی از خوردگی، زمانی که دمای آب و فلز به طور دوره‌ای تغییر می‌کند، از بین می‌روند: خاموش شدن و شروع مکرر دیگ بخار، حرکت ضربانی مخلوط بخار و آب، طبقه‌بندی مخلوط بخار و آب به شاخه‌های جداگانه. بخار و آب، دنبال دوستپس از دیگری

خوردگی با افزایش دما (تا 350 درجه سانتیگراد) و افزایش محتوای کلرید در آب دیگ تشدید می شود. گاهی اوقات خوردگی توسط محصولات تجزیه حرارتی برخی از مواد آلی در آب تغذیه افزایش می یابد.

برنج. یکی ظاهرخوردگی اکسیژن

خوردگی قلیایی (به معنای محدودتر - بین دانه ای).

مکان های آسیب خوردگی فلز. لوله ها در مناطق جریان حرارت با قدرت بالا (منطقه مشعل و در مقابل مشعل دراز) - 300-400 کیلو وات / متر مربع و در جایی که دمای فلز 5-10 درجه سانتیگراد بالاتر از نقطه جوش آب در فشار معین است. لوله های شیبدار و افقی که در آن گردش آب ضعیف است. مکان های زیر رسوبات ضخیم؛ مناطق نزدیک حلقه های پشتی و در خود جوش ها، به عنوان مثال، در مکان های جوشکاری دستگاه های جداکننده بخار داخل درام؛ مکان های نزدیک به پرچ ها

نوع و ماهیت آسیب. فرورفتگی های نیمکره ای یا بیضوی پر از محصولات خوردگی، اغلب شامل کریستال های براق مگنتیت (Fe 3 O 4). بیشتر فرورفتگی ها با یک پوسته سخت پوشیده شده اند. در سمت لوله های رو به کوره، فرورفتگی ها را می توان متصل کرد و مسیری به اصطلاح خوردگی به عرض 20-40 میلی متر و طول حداکثر 2-3 متر را تشکیل می دهد.

اگر پوسته به اندازه کافی پایدار و متراکم نباشد، خوردگی می تواند - در شرایط تنش مکانیکی - منجر به ظهور ترک هایی در فلز، به ویژه در نزدیکی ترک ها شود: پرچ ها، اتصالات نورد، نقاط جوش دستگاه های جداسازی بخار.

علل آسیب خوردگی. در دماهای بالا - بیش از 200 درجه سانتیگراد - و غلظت بالای سود سوزآور (NaOH) - 10٪ یا بیشتر - فیلم محافظ (پوسته) روی فلز از بین می رود:

4NaOH + Fe 3 O 4 \u003d 2NaFeO 2 + Na 2 FeO 2 + 2H 2 O (1)

محصول میانی NaFeO 2 تحت هیدرولیز قرار می گیرد:

4NаFeО 2 + 2Н 2 О = 4NаОН + 2Fe 2 О 3 + 2Н 2 (2)

یعنی در این واکنش (2)، هیدروکسید سدیم کاهش می یابد، در واکنش های (1)، (2) مصرف نمی شود، بلکه به عنوان کاتالیزور عمل می کند.

هنگامی که مگنتیت حذف می شود، هیدروکسید سدیم و آب می توانند مستقیماً با آهن واکنش دهند و هیدروژن اتمی آزاد کنند:

2NaOH + Fe \u003d Na 2 FeO 2 + 2H (3)

4H 2 O + 3Fe \u003d Fe 3 O 4 + 8H (4)

هیدروژن آزاد شده قادر است به فلز نفوذ کند و متان (CH 4) را با کاربید آهن تشکیل دهد:

4H + Fe 3 C \u003d CH 4 + 3Fe (5)

همچنین می توان هیدروژن اتمی را به هیدروژن مولکولی ترکیب کرد (H + H = H 2).

متان و هیدروژن مولکولی نمی توانند به داخل فلز نفوذ کنند، آنها در مرزهای دانه جمع می شوند و در حضور ترک ها، آنها را منبسط و عمیق می کنند. علاوه بر این، این گازها از تشکیل و فشرده شدن لایه های محافظ جلوگیری می کنند.

محلول غلیظ سود سوزآور در مکانهای تبخیر عمیق آب دیگ تشکیل می شود: رسوبات متراکم نمک (نوعی خوردگی زیر لجن). بحران جوش حباب، هنگامی که یک فیلم بخار پایدار روی فلز تشکیل می شود - در آنجا فلز تقریباً آسیب نمی بیند، اما سود سوزآور در امتداد لبه های فیلم، جایی که تبخیر فعال انجام می شود، متمرکز می شود. وجود ترک در جایی که تبخیر رخ می دهد، که با تبخیر در کل حجم آب متفاوت است: سود سوزآور بدتر از آب تبخیر می شود، توسط آب شسته نمی شود و انباشته می شود. سود سوزآور بر روی فلز اثر می گذارد و در مرزهای دانه ای که به داخل فلز هدایت می شود، ترک هایی ایجاد می کند (نوعی خوردگی بین دانه ای خوردگی شکافی است).

خوردگی بین دانه ای تحت تأثیر آب قلیایی دیگ بخار اغلب در درام دیگ متمرکز می شود.

برنج. شکل 3. خوردگی بین دانه ای: الف - ریزساختار فلزی قبل از خوردگی، ب - ریزساختار در مرحله خوردگی، ایجاد ترک در امتداد مرز دانه های فلزی.

چنین اثر خورنده ای روی فلز تنها با حضور همزمان سه عامل امکان پذیر است:

• تنش‌های مکانیکی کششی محلی نزدیک یا کمی بیشتر از مقاومت تسلیم، یعنی 2.5 MN/mm2.
• اتصالات شل قطعات درام (که در بالا ذکر شد)، جایی که تبخیر عمیق آب دیگ می تواند رخ دهد و سود سوزآور انباشته شده، لایه محافظ اکسیدهای آهن را حل می کند (غلظت NaOH بیش از 10٪ است، دمای آب بالاتر از 200 درجه سانتیگراد است و - به ویژه - نزدیک به 300 درجه سانتیگراد). اگر دیگ با فشار کمتر از گذرنامه کار می کند (به عنوان مثال، 0.6-0.7 MPa به جای 1.4 MPa)، احتمال این نوع خوردگی کاهش می یابد.
• ترکیب نامطلوبی از مواد در آب دیگ بخار که در آن هیچ غلظت حفاظتی لازم از بازدارنده های این نوع خوردگی وجود ندارد. نمک های سدیم می توانند به عنوان بازدارنده عمل کنند: سولفات ها، کربنات ها، فسفات ها، نیترات ها، مایع سلولز سولفیت.

برنج. 4. ظاهر خوردگی بین دانه ای

اگر نسبت رعایت شود، ترک خوردگی ایجاد نمی شود:

(Na 2 SO 4 + Na 2 CO 3 + Na 3 PO 4 + NaNO 3) / (NaOH) ≥ 5، 3 (6)

که در آن Na 2 SO 4 ، Na 2 CO 3 ، Na 3 PO 4 ، NaNO 3 ، NaOH - محتوای سولفات سدیم ، کربنات سدیم ، فسفات سدیم ، نیترات سدیم و هیدروکسید سدیم به ترتیب mg / kg است.

بویلرهایی که در حال حاضر تولید می شوند حداقل یکی از این شرایط خوردگی را ندارند.

وجود ترکیبات سیلیکونی در آب دیگ بخار نیز می تواند خوردگی بین دانه ای را افزایش دهد.

NaCl تحت این شرایط یک بازدارنده خوردگی نیست. در بالا نشان داده شد: یون‌های کلر (Сl -) تسریع‌کننده‌های خوردگی هستند، به دلیل تحرک بالا و اندازه کوچک، به راحتی به فیلم‌های اکسید محافظ نفوذ می‌کنند و نمک‌های بسیار محلول را با آهن (FeCl 2، FeCl 3) به جای اکسیدهای آهن کم محلول تشکیل می‌دهند. .

در آب دیگ بخار، مقادیر کل کانی سازی به طور سنتی کنترل می شود، نه محتوای نمک های فردی. احتمالاً به همین دلیل جیره بندی نه بر اساس نسبت مشخص شده (6) بلکه بر اساس مقدار قلیائیت نسبی آب دیگ معرفی شده است:

SH kv rel = SH ov rel = SH ov 40 100/S ov ≤ 20, (7)

که در آن U q rel - قلیاییت نسبی آب دیگ بخار،٪؛ Shch ov rel - قلیاییت نسبی آب تصفیه شده (اضافی)، %؛ Shch ov - قلیاییت کل آب تصفیه شده (اضافی)، میلی مول در لیتر؛ S ov - کانی سازی آب تصفیه شده (اضافی) (از جمله محتوای کلریدها)، میلی گرم در لیتر.

کل قلیاییت آب تصفیه شده (اضافی) را می توان برابر mmol/l در نظر گرفت:

• پس از کاتیونیزاسیون سدیم - قلیاییت کل آب منبع؛
• پس از کاتیونیزه شدن هیدروژن-سدیم موازی - (0.3-0.4) یا متوالی با بازسازی "گرسنه" فیلتر هیدروژن-کاتیونیت - (0.5-0.7).
• پس از کاتیونیزاسیون سدیم با اسیدی شدن و یونیزاسیون کلر سدیم - (0.5-1.0)؛
• پس از کاتیونیزاسیون آمونیوم سدیم - (0.5-0.7)؛
• پس از آهک زدن در دمای 30-40 درجه سانتیگراد - (0.35-1.0)؛
• پس از انعقاد - (W در مورد ref - D به)، که در آن W در مورد ref - قلیائیت کل آب منبع، mmol/l. D تا - دوز منعقد کننده، mmol/l.
• پس از آهک سودا در 30-40 درجه سانتیگراد - (1.0-1.5) و در 60-70 درجه سانتیگراد - (1.0-1.2).

مقادیر قلیاییت نسبی آب دیگ با توجه به هنجارهای Rostekhnadzor پذیرفته شده است، نه بیشتر از:

• برای دیگهای بخار با درام پرچ شده - 20؛
• برای دیگهای بخار با درام های جوش داده شده و لوله های نورد شده در آنها - 50؛
• برای دیگهای بخار با درام های جوش داده شده و لوله های جوش داده شده به آنها - هر مقدار، استاندارد نشده است.

برنج. 4. نتیجه خوردگی بین دانه ای

طبق هنجارهای روستخنادزور، U kv rel یکی از معیارها است کار ایمندیگهای بخار درست تر است که معیار تهاجمی قلیایی بالقوه آب دیگ را بررسی کنید، که محتوای یون های کلر را در نظر نمی گیرد:

K u = (S ov - [Сl - ]) / 40 u ov، (8)

جایی که K u - معیار تهاجمی قلیایی بالقوه آب دیگ بخار. S s - شوری آب تصفیه شده (اضافی) (از جمله محتوای کلریدها)، میلی گرم در لیتر. Cl - - محتوای کلریدها در آب تصفیه شده (اضافی)، mg/l. Shch ov - قلیاییت کل آب تصفیه شده (اضافی)، mmol/l.

مقدار K u را می توان گرفت:

• برای دیگهای بخار با درام پرچ شده با فشار بیش از 0.8 مگاپاسکال ≥ 5؛
• برای دیگهای بخار با درام های جوش داده شده و لوله های نورد شده در آنها با فشار بیش از 1.4 مگاپاسکال ≥ 2؛
• برای دیگهای با درام های جوش داده شده و لوله های جوش داده شده به آنها، و همچنین برای دیگهای با درام های جوش داده شده و لوله های نورد شده در آنها با فشار حداکثر 1.4 مگاپاسکال و دیگهای بخار با درام های پرچ شده با فشار تا 0.8 مگاپاسکال - استانداردسازی نکنید.

خوردگی زیر دوغاب

تحت این نام، چندین انواع مختلفخوردگی (قلیایی، اکسیژن و غیره). تجمع رسوبات سست و متخلخل و لجن در مناطق مختلف دیگ باعث خوردگی فلز زیر لجن می شود. دلیل اصلی: آلودگی آب خوراک به اکسیدهای آهن.

خوردگی نیتریت

. صفحه و لوله های دیگ بخار در سمتی که رو به کوره است.

نوع و ماهیت آسیب. زخم های بزرگ نادر و به شدت محدود شده است.

. در حضور یون های نیتریت (NO - 2) در آب تغذیه بیش از 20 میکروگرم در لیتر، دمای آب بیش از 200 درجه سانتیگراد، نیتریت ها به عنوان دپلاریز کننده کاتدی عمل می کنند. خوردگی الکتروشیمیاییبازیابی به HNO 2, NO, N 2 (به بالا مراجعه کنید).

خوردگی بخار آب

مکان های آسیب خوردگی فلز. قسمت خروجی کویل های سوپرهیتر، خطوط لوله بخار سوپرهیت، لوله های مولد بخار افقی و کمی شیبدار در مناطقی که گردش آب ضعیفی دارد، گاهی اوقات در امتداد ژنراتیکس فوقانی کویل های خروجی اکونومایزرهای آب جوش.

نوع و ماهیت آسیب. پلاک هایی از اکسیدهای سیاه متراکم آهن (Fe 3 O 4) که محکم به فلز چسبیده اند. با نوسانات دما، تداوم پلاک (پوسته) شکسته می شود، فلس ها می ریزند. نازک شدن یکنواخت فلز با برآمدگی، ترک های طولی، شکستگی.

می توان آن را به عنوان خوردگی زیر دوغاب شناسایی کرد: به شکل حفره های عمیق با لبه های نامشخص، اغلب در نزدیکی جوش هایی که در داخل لوله بیرون زده اند، جایی که دوغاب جمع می شود.

علل آسیب خوردگی:

• محیط شستشو - بخار در سوپرهیترها، خطوط لوله بخار، "بالش" بخار در زیر یک لایه لجن.
• دمای فلز (فولاد 20) بیش از 450 درجه سانتیگراد است، شار حرارتی به بخش فلزی 450 کیلو وات / متر مربع است.
• نقض حالت احتراق: سرباره شدن مشعل ها، افزایش آلودگی لوله ها در داخل و خارج، احتراق ناپایدار (ارتعاشی)، کشیده شدن مشعل به سمت لوله های صفحه نمایش.

در نتیجه: برهمکنش شیمیایی مستقیم آهن با بخار آب (به بالا مراجعه کنید).

خوردگی میکروبیولوژیکی

که توسط باکتری های هوازی و بی هوازی ایجاد می شود، در دمای 80-20 درجه سانتیگراد ظاهر می شود.

مکان های آسیب فلز. لوله ها و ظروف به دیگ با آب با دمای مشخص شده.

نوع و ماهیت آسیب. سل اندازه های متفاوت: قطر از چند میلی متر تا چند سانتی متر، به ندرت - چند ده سانتی متر. غده ها با اکسیدهای آهن متراکم پوشیده شده اند - محصول زائد باکتری های هوازی. داخل - پودر سیاه و سوسپانسیون (سولفید آهن FeS) - محصول باکتری های بی هوازی کاهنده سولفات، زیر تشکیل سیاه - زخم های گرد.

علل آسیب. V آب طبیعیسولفات های آهن، اکسیژن و باکتری های مختلف همیشه وجود دارند.

باکتری های آهن در حضور اکسیژن، لایه ای از اکسیدهای آهن را تشکیل می دهند که در زیر آن باکتری های بی هوازی سولفات ها را به سولفید آهن (FeS) و سولفید هیدروژن (H2S) کاهش می دهند. به نوبه خود، سولفید هیدروژن باعث تشکیل اسیدهای گوگردی (بسیار ناپایدار) و سولفوریک می شود و فلز خورده می شود.

این نوع خوردگی تأثیر غیرمستقیم بر خوردگی دیگ دارد: جریان آب با سرعت 2-3 متر بر ثانیه غده ها را جدا می کند، محتویات آنها را به داخل دیگ می برد و تجمع لجن را افزایش می دهد.

در موارد نادر، این خوردگی می تواند در خود دیگ ایجاد شود، اگر در طول یک خاموشی طولانی دیگ در ذخیره، با آب با دمای 50-60 درجه سانتیگراد پر شود و دما به دلیل نفوذ تصادفی بخار حفظ شود. دیگهای بخار همسایه

خوردگی "کلات".

مکان های آسیب خوردگی. تجهیزاتی که بخار از آب جدا می شود: درام دیگ بخار، جداکننده های بخار در داخل و خارج درام، همچنین - به ندرت - در لوله کشی آب تغذیه و اکونومایزر.

نوع و ماهیت آسیب. سطح فلز صاف است، اما اگر محیط با سرعت بالا حرکت کند، سطح خورده صاف نیست، دارای فرورفتگی های نعل اسبی و "دم" در جهت حرکت است. سطح با یک فیلم نازک مات یا مشکی براق پوشیده شده است. هیچ رسوب آشکاری وجود ندارد و هیچ محصول خوردگی وجود ندارد، زیرا "کلات" (ترکیبات آلی پلی آمین هایی که به طور ویژه به دیگ وارد شده اند) قبلاً واکنش نشان داده است.

در حضور اکسیژن، که به ندرت در یک دیگ بخار معمولی اتفاق می افتد، سطح خورده "شاد" می شود: زبری، جزایر فلزی.

علل آسیب خوردگی. مکانیسم عمل "کلات" قبلاً توضیح داده شد ("دیگ بخارهای صنعتی و گرمایشی و mini-CHP"، 1 (6) ΄ 2011، ص 40).

خوردگی "کلات" زمانی رخ می دهد که دوز بیش از حد "کلات" اتفاق می افتد، اما حتی در دوز معمولی نیز ممکن است، زیرا "کلات" در مناطقی که تبخیر شدید آب وجود دارد متمرکز می شود: جوش هسته ای با فیلم جایگزین می شود. در دستگاه های جداسازی بخار، مواردی از اثرات مخرب خاص خوردگی "کلات" به دلیل سرعت های متلاطم زیاد آب و مخلوط بخار و آب وجود دارد.

تمام خسارات خوردگی شرح داده شده می تواند یک اثر هم افزایی داشته باشد، به طوری که کل خسارت ناشی از عمل ترکیبی است عوامل مختلفخوردگی می تواند از میزان آسیب ناشی از انواع مختلف خوردگی بیشتر باشد.

به عنوان یک قاعده، عملکرد عوامل خورنده، رژیم حرارتی ناپایدار دیگ را افزایش می دهد، که باعث خستگی خوردگی و تحریک خوردگی خستگی حرارتی می شود: تعداد شروع ها از حالت سرد بیش از 100 است، تعداد کل شروع ها بیش از 200 است. از آنجایی که این نوع تخریب فلزات نادر است، ترک، پارگی لوله ها ظاهری مشابه ضایعات فلزی ناشی از انواع مختلف خوردگی دارند.

معمولاً برای شناسایی علت تخریب فلز، مطالعات متالوگرافی اضافی مورد نیاز است: رادیوگرافی، سونوگرافی، رنگ و تشخیص نقص ذرات مغناطیسی.

محققان مختلف برنامه هایی را برای تشخیص انواع آسیب خوردگی فولادهای بویلر پیشنهاد کرده اند. برنامه VTI شناخته شده است (A.F. Bogachev با کارمندان) - عمدتاً برای دیگهای برق فشار بالاو تحولات انجمن Energochermet - عمدتاً برای دیگهای بخار قدرت با فشار کم و متوسط ​​و دیگهای حرارت اتلاف.

معرفی

خوردگی (از لاتین corrosio - خورنده) تخریب خود به خود فلزات در نتیجه تعامل شیمیایی یا فیزیکی و شیمیایی با محیط. V مورد کلیاین تخریب هر ماده ای است - خواه فلز باشد یا سرامیک، چوب یا پلیمر. علت خوردگی، ناپایداری ترمودینامیکی مواد ساختاری در برابر اثرات مواد در تماس با آنها است. یک مثال خوردگی اکسیژن آهن در آب است:

4Fe + 2H 2 O + ZO 2 \u003d 2 (Fe 2 O 3 H 2 O)

V زندگی روزمرهبرای آلیاژهای آهن (فولادها)، اصطلاح "زنگ زدگی" بیشتر استفاده می شود. موارد کمتر شناخته شده خوردگی پلیمرها. در رابطه با آنها، مفهوم "پیری"، مشابه اصطلاح "خوردگی" برای فلزات وجود دارد. به عنوان مثال، پیری لاستیک به دلیل برهمکنش با اکسیژن اتمسفر یا تخریب برخی از پلاستیک ها تحت تأثیر بارش جوی و همچنین خوردگی بیولوژیکی. سرعت خوردگی، مانند هر واکنش شیمیایی، به شدت به دما بستگی دارد. افزایش دما تا 100 درجه می تواند سرعت خوردگی را چندین مرتبه افزایش دهد.

فرآیندهای خوردگی با توزیع گسترده و شرایط و محیط های متنوعی که در آن رخ می دهد مشخص می شود. بنابراین طبقه بندی واحد و جامعی از موارد خوردگی در حال وقوع وجود ندارد. طبقه بندی اصلی با توجه به مکانیسم فرآیند انجام می شود. دو نوع وجود دارد: خوردگی شیمیایی و خوردگی الکتروشیمیایی. در این چکیده، خوردگی شیمیایی در نمونه کارخانه های دیگ بخار کشتی با ظرفیت های کوچک و بزرگ به تفصیل در نظر گرفته شده است.

فرآیندهای خوردگی با توزیع گسترده و شرایط و محیط های متنوعی که در آن رخ می دهد مشخص می شود. بنابراین طبقه بندی واحد و جامعی از موارد خوردگی در حال وقوع وجود ندارد.

با توجه به نوع محیط تهاجمی که فرآیند تخریب در آن انجام می شود، خوردگی می تواند از انواع زیر باشد:

1) - خوردگی گاز

2) - خوردگی در غیر الکترولیت ها

3) - خوردگی اتمسفر

4) خوردگی در الکترولیت ها

5) - خوردگی زیرزمینی

6) - خوردگی زیستی

7) -خوردگی توسط جریان سرگردان.

با توجه به شرایط روند فرآیند خوردگی، انواع زیر متمایز می شوند:

1) تماس با خوردگی

2) - خوردگی شکاف

3) -خوردگی با غوطه وری ناقص

4) خوردگی در غوطه وری کامل

5) خوردگی تحت غوطه وری متغیر

6) - خوردگی اصطکاکی

7) -خوردگی تحت تنش.

بر اساس ماهیت تخریب:

خوردگی مداوم که کل سطح را می پوشاند:

1) - یکنواخت؛

2) - ناهموار؛

3) - انتخابی.

خوردگی موضعی (محلی) که مناطق جداگانه را می پوشاند:

1) - لکه ها؛

2) - اولسراتیو؛

3) -نقطه (یا حفره);

4) - از طریق؛

5) - بین بلوری.

1. خوردگی شیمیایی

فلز را در فرآیند تولید فلز نورد در یک کارخانه متالورژی تصور کنید: یک توده داغ قرمز در امتداد پایه های یک کارخانه نورد حرکت می کند. در همه جهات، پاشش آتش از آن پخش می شود. از سطح فلز است که ذرات رسوب خرد می شوند - محصول خوردگی شیمیایی ناشی از تعامل فلز با اکسیژن اتمسفر. چنین فرآیندی از تخریب خود به خودی فلز در اثر برهمکنش مستقیم ذرات عامل اکسید کننده و فلز اکسید شده را خوردگی شیمیایی می نامند.

خوردگی شیمیایی برهمکنش یک سطح فلز با یک محیط (خورنده) است که با وقوع فرآیندهای الکتروشیمیایی در مرز فاز همراه نیست. در این حالت، فعل و انفعالات اکسیداسیون فلز و کاهش جزء اکسید کننده محیط خورنده در یک عمل رخ می دهد. به عنوان مثال، تشکیل رسوب زمانی که مواد مبتنی بر آهن در دمای بالا در معرض اکسیژن قرار می گیرند:

4Fe + 3O 2 → 2Fe 2 O 3

در طول خوردگی الکتروشیمیایی، یونیزاسیون اتم های فلز و کاهش جزء اکسید کننده محیط خورنده در یک عمل اتفاق نمی افتد و سرعت آنها به پتانسیل الکترود فلز بستگی دارد (به عنوان مثال، زنگ زدگی فولاد در آب دریا).

در خوردگی شیمیایی، اکسید شدن فلز و کاهش جزء اکسید کننده محیط خورنده به طور همزمان اتفاق می افتد. چنین خوردگی زمانی مشاهده می شود که گازهای خشک (هوا، محصولات احتراق سوخت) و غیرالکترولیت های مایع (نفت، بنزین و غیره) روی فلزات اثر کنند و یک واکنش شیمیایی ناهمگن است.

فرآیند خوردگی شیمیایی به شرح زیر رخ می دهد. جزء اکسید کننده محیط، که الکترون های ظرفیت را از فلز می گیرد، به طور همزمان وارد یک ترکیب شیمیایی با آن می شود و یک فیلم (محصول خوردگی) روی سطح فلز تشکیل می دهد. تشکیل بیشتر فیلم به دلیل انتشار دو طرفه متقابل از طریق فیلم یک محیط تهاجمی به اتم های فلز و فلز به سمت محیط خارجی و برهمکنش آنها اتفاق می افتد. در این حالت، اگر فیلم حاصل دارای خواص محافظتی باشد، یعنی از انتشار اتم ها جلوگیری کند، خوردگی با ترمز خود به موقع ادامه می یابد. چنین فیلمی روی مس در دمای 100 درجه سانتیگراد، روی نیکل در دمای 650 درجه سانتیگراد و روی آهن در دمای 400 درجه سانتیگراد تشکیل می شود. حرارت دادن محصولات فولادی بالای 600 درجه سانتیگراد منجر به تشکیل یک لایه شل بر روی سطح آنها می شود. با افزایش دما، فرآیند اکسیداسیون تسریع می شود.

رایج ترین نوع خوردگی شیمیایی، خوردگی فلزات در گازها در دماهای بالا است - خوردگی گازی. نمونه هایی از چنین خوردگی اکسیداسیون اتصالات کوره، قطعات موتور است احتراق داخلی، رنده ها، جزئیات لامپ های نفت سفیدو اکسیداسیون در طول پردازش فلزات در دمای بالا (جعل، نورد، مهر زنی). بر روی سطح محصولات فلزی، تشکیل سایر محصولات خوردگی نیز امکان پذیر است. به عنوان مثال، تحت تأثیر ترکیبات گوگردی بر روی آهن، ترکیبات گوگردی، روی نقره، تحت تأثیر بخار ید، یدید نقره و غیره تشکیل می شود، اما اغلب لایه ای از ترکیبات اکسیدی روی سطح فلزات تشکیل می شود.

دما تأثیر زیادی بر میزان خوردگی شیمیایی دارد. با افزایش دما، میزان خوردگی گاز افزایش می یابد. ترکیب محیط گازی تأثیر خاصی بر میزان خوردگی دارد فلزات مختلف. بنابراین، نیکل در اکسیژن، دی اکسید کربن پایدار است، اما در فضایی از دی اکسید گوگرد به شدت خورده می شود. مس در اتمسفر اکسیژن به خوردگی حساس است، اما در اتمسفر گاز ترش پایدار است. کروم در هر سه محیط گاز مقاومت به خوردگی دارد.

برای محافظت در برابر خوردگی گاز، از آلیاژهای مقاوم در برابر حرارت با کروم، آلومینیوم و سیلیکون، ایجاد اتمسفرهای محافظ و پوشش های محافظآلومینیوم، کروم، سیلیکون و لعاب های مقاوم در برابر حرارت.

2. خوردگی شیمیایی در بویلرهای بخار دریایی.

انواع خوردگی. در حین کار، عناصر یک دیگ بخار در معرض رسانه های تهاجمی - آب، بخار و گازهای دودکش قرار می گیرند. بین خوردگی شیمیایی و الکتروشیمیایی تمایز قائل شوید.

قطعات و اجزای ماشین هایی که در دمای بالا کار می کنند در معرض خوردگی شیمیایی هستند - موتورهای پیستونی و توربین، موتورهای موشکیمیل شیمیایی بیشتر فلزات برای اکسیژن در دماهای بالا تقریباً نامحدود است، زیرا اکسیدهای تمام فلزات مهم فنی قادر به حل شدن در فلزات و خروج از سیستم تعادل هستند:

2Me(t) + O 2 (g) 2MeO(t); MeO(t) [MeO] (راه حل)

در این شرایط، اکسیداسیون همیشه امکان پذیر است، اما همراه با انحلال اکسید، یک لایه اکسید روی سطح فلز ظاهر می شود که می تواند فرآیند اکسیداسیون را کند کند.

سرعت اکسیداسیون فلز به سرعت واکنش شیمیایی واقعی و سرعت انتشار اکسید کننده در لایه بستگی دارد و بنابراین اقدام حفاظتیفیلم هر چه بالاتر باشد، تداوم بهتر و توانایی انتشار کمتر است. تداوم فیلم تشکیل شده بر روی سطح فلز را می توان با نسبت حجم اکسید تشکیل شده یا هر ترکیب دیگر به حجم فلز مصرفی برای تشکیل این اکسید (ضریب Pilling-Bedwords) تخمین زد. ضریب a (ضریب Pilling-Bedwords) y فلزات مختلفاین دارد معانی مختلف. فلزات با الف<1, не могут создавать сплошные оксидные слои, и через несплошности в слое (трещины) кислород свободно проникает к поверхности металла.

لایه های اکسید جامد و پایدار در a تشکیل می شوند = 1.2-1.6، اما در مقادیر زیاد a، فیلم ها ناپیوسته هستند، به راحتی از سطح فلز (مقیاس آهن) در نتیجه تنش های داخلی جدا می شوند.

فاکتور Pilling-Badwords تخمین بسیار تقریبی را ارائه می دهد، زیرا ترکیب لایه های اکسید وسعت زیادی از ناحیه همگنی دارد که در چگالی اکسید نیز منعکس می شود. بنابراین، برای مثال، برای کروم a = 2.02 (برای فازهای خالص)، اما فیلم اکسید تشکیل شده روی آن در برابر عمل محیط بسیار مقاوم است. ضخامت لایه اکسید روی سطح فلز با زمان متفاوت است.

خوردگی شیمیایی ناشی از بخار یا آب فلز را به طور یکنواخت در کل سطح از بین می برد. میزان چنین خوردگی در دیگهای مدرن دریایی کم است. خطرناک تر، خوردگی شیمیایی موضعی ناشی از ترکیبات شیمیایی تهاجمی موجود در رسوبات خاکستر (گوگرد، اکسیدهای وانادیوم و غیره) است.

خوردگی الکتروشیمیایی، همانطور که از نام آن پیداست، نه تنها با فرآیندهای شیمیایی، بلکه با حرکت الکترون ها در محیط های برهم کنش نیز مرتبط است. با ظاهر یک جریان الکتریکی. این فرآیندها زمانی اتفاق می‌افتند که فلز با محلول‌های الکترولیت برهمکنش می‌کند، که در یک دیگ بخار که در آن آب دیگ در گردش است، که محلولی از نمک‌ها و مواد قلیایی است که به یون‌ها تجزیه می‌شود، اتفاق می‌افتد. خوردگی الکتروشیمیایی نیز در تماس فلز با هوا (در دمای معمولی) انجام می شود که همیشه حاوی بخار آب است که با متراکم شدن روی سطح فلز به شکل لایه نازکی از رطوبت شرایطی را برای وقوع خوردگی الکتروشیمیایی ایجاد می کند.

صاحبان پتنت RU 2503747:

رشته تکنولوژی

ماده: اختراع مربوط به مهندسی برق حرارتی است و می تواند برای محافظت از لوله های گرمایش دیگ های بخار و آب گرم، مبدل های حرارتی، کارخانه های دیگ بخار، اواپراتورها، شبکه های گرمایشی، سیستم های گرمایش ساختمان های مسکونی و تاسیسات صنعتی از مقیاس در طول عملیات فعلی استفاده شود.

پیشینه اختراع

عملکرد دیگ های بخار با قرار گرفتن همزمان در معرض دمای بالا، فشار، تنش مکانیکی و یک محیط تهاجمی که آب دیگ بخار است همراه است. آب دیگ بخار و فلز سطوح گرمایش دیگ، فازهای جداگانه ای از یک سیستم پیچیده هستند که هنگام تماس آنها تشکیل می شود. نتیجه برهمکنش این فازها فرآیندهای سطحی است که در سطح مشترک بین آنها رخ می دهد. در نتیجه، خوردگی و تشکیل رسوب در فلز سطوح گرمایشی رخ می دهد که منجر به تغییر در ساختار و خواص مکانیکی فلز می شود و به ایجاد آسیب های مختلف کمک می کند. از آنجایی که رسانایی حرارتی ترازو پنجاه برابر کمتر از آهن لوله های گرمایشی است، انرژی حرارتی در حین انتقال حرارت از دست می رود - با ضخامت مقیاس 1 میلی متر از 7 تا 12٪ و با 3 میلی متر - 25. ٪. جرم گیری شدید در یک سیستم دیگ بخار پیوسته اغلب منجر به توقف تولید برای چندین روز در سال می شود تا رسوب گیری از بین برود.

کیفیت خوراک و در نتیجه آب دیگ با وجود ناخالصی هایی تعیین می شود که می تواند باعث انواع خوردگی فلز سطوح گرمایش داخلی، تشکیل رسوب اولیه روی آنها و همچنین لجن به عنوان منبع شود. تشکیل مقیاس ثانویه علاوه بر این، کیفیت آب دیگ به خواص مواد تشکیل‌شده در نتیجه پدیده‌های سطحی در حین انتقال آب و میعانات از طریق خطوط لوله در فرآیندهای تصفیه آب نیز بستگی دارد. حذف ناخالصی ها از آب خوراک یکی از راه های جلوگیری از تشکیل رسوب و خوردگی است و با روش های تصفیه اولیه آب (پیش بویلر) انجام می شود که با هدف حذف حداکثری ناخالصی های موجود در آب منبع انجام می شود. با این حال، روش های مورد استفاده محتوای ناخالصی های موجود در آب را به طور کامل حذف نمی کند، که نه تنها با مشکلات فنی، بلکه با امکان اقتصادی استفاده از روش های تصفیه آب پیش از دیگ همراه است. علاوه بر این، از آنجایی که تصفیه آب یک سیستم فنی پیچیده است، برای دیگ های با ظرفیت کوچک و متوسط ​​اضافی است.

روش های شناخته شده برای حذف رسوبات از قبل تشکیل شده عمدتاً از روش های تمیز کردن مکانیکی و شیمیایی استفاده می کنند. عیب این روش ها این است که نمی توان آنها را در حین کار دیگ ها انجام داد. علاوه بر این، روش های تمیز کردن شیمیایی اغلب نیاز به استفاده از مواد شیمیایی گران قیمت دارند.

همچنین روش های شناخته شده ای برای جلوگیری از تشکیل رسوب و خوردگی وجود دارد که در حین کار دیگ ها انجام می شود.

پت شماره 1877389 ایالات متحده روشی را برای حذف رسوب و جلوگیری از تشکیل آن در دیگ های آب گرم و بخار پیشنهاد می کند. در این روش سطح دیگ کاتد بوده و آند داخل خط لوله قرار می گیرد. این روش شامل عبور جریان مستقیم یا متناوب از سیستم است. نویسندگان خاطرنشان می کنند که مکانیسم روش این است که تحت اثر جریان الکتریکی، حباب های گاز روی سطح دیگ تشکیل می شود که منجر به لایه برداری مقیاس موجود و جلوگیری از تشکیل مقیاس جدید می شود. عیب این روش نیاز به حفظ مداوم جریان الکتریکی در سیستم است.

شماره 5667677 ایالات متحده روشی را برای تصفیه یک مایع، به ویژه آب، در یک خط لوله به منظور کاهش سرعت تشکیل رسوب پیشنهاد می کند. این روش مبتنی بر ایجاد میدان الکترومغناطیسی در لوله‌ها است که یون‌های کلسیم و منیزیم محلول در آب را از دیواره‌های لوله‌ها و تجهیزات دفع می‌کند و از متبلور شدن آن‌ها به صورت رسوب جلوگیری می‌کند که امکان کار کردن دیگ‌ها، دیگ‌ها، گرما را فراهم می‌کند. مبدل ها و سیستم های خنک کننده روی آب سخت. عیب این روش هزینه بالا و پیچیدگی تجهیزات مورد استفاده است.

WO 2004016833 روشی را برای کاهش تشکیل رسوب بر روی سطح فلزی که در معرض یک محلول آبی قلیایی فوق اشباع قرار گرفته است، پیشنهاد می‌کند که پس از یک دوره قرار گرفتن، قادر به تشکیل رسوب است که شامل اعمال پتانسیل کاتدی در سطح مذکور است.

این روش را می توان در فرآیندهای مختلف تکنولوژیکی که در آن فلز در تماس با یک محلول آبی است، به ویژه در مبدل های حرارتی استفاده کرد. عیب این روش این است که پس از حذف پتانسیل کاتد از سطح فلز در برابر خوردگی محافظت نمی کند.

بنابراین، در حال حاضر نیاز به توسعه یک روش بهبود یافته برای جلوگیری از تشکیل رسوب در لوله های گرمایش، دیگ های آب گرم و بخار وجود دارد که مقرون به صرفه و بسیار موثر بوده و محافظت ضد خوردگی سطح را برای مدت طولانی پس از قرار گرفتن در معرض قرار می دهد.

در اختراع حاضر، این مشکل با استفاده از روشی حل می‌شود که بر اساس آن پتانسیل الکتریکی حامل جریان بر روی سطح فلز ایجاد می‌شود که برای خنثی کردن مؤلفه الکترواستاتیک نیروی چسبندگی ذرات و یون‌های کلوئیدی به سطح فلز کافی است.

شرح مختصر اختراع

هدف از اختراع حاضر ارائه روشی بهبود یافته برای جلوگیری از رسوب گذاری لوله های گرمایش در دیگ های آب گرم و بخار است.

یکی دیگر از اهداف این اختراع ارائه امکان حذف یا کاهش قابل توجه نیاز به رسوب زدایی در حین کار دیگ های آب گرم و بخار می باشد.

هدف دیگر این اختراع رفع نیاز به استفاده از معرف های مصرفی برای جلوگیری از تشکیل رسوب و خوردگی لوله های گرمایش دیگ های آب گرم و بخار می باشد.

یکی دیگر از اهداف اختراع حاضر این است که شروع به کار برای جلوگیری از پوسته پوسته شدن و خوردگی لوله های گرمایش دیگ آب گرم و بخار بر روی لوله های آلوده دیگ بخار کند.

اختراع حاضر به روشی برای جلوگیری از تشکیل رسوب و خوردگی بر روی سطح فلزی ساخته شده از آلیاژ حاوی آهن در تماس با محیط آب-بخار است که از آن رسوب می تواند تشکیل شود. روش مذکور شامل اعمال پتانسیل الکتریکی حامل جریان بر روی سطح فلز مذکور است که برای خنثی کردن مؤلفه الکترواستاتیک نیروی چسبندگی ذرات و یون‌های کلوئیدی به سطح فلز کافی است.

با توجه به برخی از تجسم های خاص روش ادعا شده، پتانسیل حمل جریان در محدوده 61-150 V تنظیم شده است. طبق برخی تجسم های خاص روش ادعا شده، آلیاژ حاوی آهن بالا فولاد است. در برخی از تجسم ها، سطح فلزی سطح داخلی لوله های گرمایش دیگ آب گرم یا بخار است.

در این توضیحات فاش شده، این روش دارای مزایای زیر است. یکی از مزایای روش کاهش تشکیل مقیاس است. یکی دیگر از مزایای اختراع حاضر امکان استفاده از دستگاه الکتروفیزیکی فعال پس از خرید بدون نیاز به معرف های مصنوعی قابل مصرف است. مزیت دیگر امکان شروع کار بر روی لوله های بویلر آلوده است.

بنابراین نتیجه فنی اختراع حاضر افزایش راندمان دیگ های آب گرم و بخار، افزایش بهره وری، افزایش راندمان انتقال حرارت، کاهش مصرف سوخت برای گرم کردن دیگ، صرفه جویی در مصرف انرژی و غیره می باشد.

از دیگر نتایج فنی و مزیت های اختراع حاضر می توان به امکان تخریب لایه به لایه و حذف رسوب از قبل تشکیل شده و همچنین جلوگیری از تشکیل جدید آن اشاره کرد.

شرح مختصری از نقشه ها

شکل 1 توزیع رسوبات روی سطوح داخلی دیگ را در نتیجه اعمال روش مطابق اختراع حاضر نشان می دهد.

شرح مفصل اختراع

روش مطابق با اختراع حاضر شامل اعمال پتانسیل الکتریکی رسانا برای خنثی کردن مؤلفه الکترواستاتیک نیروی چسبندگی ذرات کلوئیدی و یون‌های تشکیل‌دهنده رسوب به سطح فلز روی سطح فلزی است که در معرض تشکیل رسوب است.

اصطلاح "پتانسیل الکتریکی رسانا" به معنایی که در این کاربرد به کار می رود به معنای پتانسیل متناوب است که لایه دوگانه الکتریکی را در سطح مشترک بین فلز و محیط آب-بخار حاوی نمک هایی که منجر به تشکیل رسوب می شود خنثی می کند.

همانطور که برای یک فرد ماهر در این هنر شناخته شده است، حامل های بار الکتریکی در یک فلز، که در مقایسه با حامل های بار اصلی - الکترون ها، کند هستند، نابجایی ساختار کریستالی آن هستند که بار الکتریکی را حمل می کنند و جریان های نابجایی را تشکیل می دهند. این جریان ها که به سطح لوله های گرمایش دیگ می آیند، بخشی از لایه الکتریکی دوگانه در هنگام تشکیل رسوب هستند. پتانسیل حامل جریان، الکتریکی، ضربانی (یعنی متناوب) شروع به حذف بار الکتریکی نابجایی ها از سطح فلز به زمین می کند. از این نظر یک جریان نابجایی حامل جریان است. در اثر عمل این پتانسیل الکتریکی حامل جریان، لایه دوتایی الکتریکی از بین می رود و رسوب به تدریج متلاشی می شود و به صورت لجن وارد آب دیگ می شود که در جریان بادهای دوره ای از دیگ خارج می شود.

بنابراین، اصطلاح "پتانسیل حذف جریان" برای یک متخصص در این زمینه فناوری قابل درک است و علاوه بر این، از هنر قبلی نیز شناخته شده است (به عنوان مثال به حق ثبت اختراع RU 2128804 C1 مراجعه کنید).

دستگاهی که در RU 2100492 C1 توضیح داده شده است، که شامل یک مبدل با یک مبدل فرکانس و یک کنترل کننده پتانسیل ضربان دار، و همچنین یک کنترل کننده شکل پالس است، می تواند به عنوان دستگاهی برای ایجاد پتانسیل الکتریکی حامل جریان استفاده شود. شرح دقیق این دستگاه در RU 2100492 C1 آمده است. هر وسیله مشابه دیگری نیز می تواند مورد استفاده قرار گیرد، همانطور که توسط یک فرد ماهر در این هنر درک می شود.

پتانسیل الکتریکی رسانا مطابق اختراع حاضر را می توان در هر قسمتی از سطح فلزی که از پایه دیگ دور باشد اعمال کرد. محل استفاده با توجه به راحتی و/یا کارایی استفاده از روش ادعا شده تعیین می شود. یک متخصص در این هنر، با استفاده از اطلاعات افشا شده در اینجا و با استفاده از روش های تست استاندارد، قادر خواهد بود مکان بهینه را برای اعمال پتانسیل الکتریکی تلف کننده جریان تعیین کند.

در برخی از تجسم های اختراع حاضر، پتانسیل الکتریکی رسانا متغیر است.

پتانسیل الکتریکی رسانا مطابق اختراع حاضر ممکن است برای دوره های زمانی مختلف اعمال شود. زمان کاربرد بالقوه با توجه به ماهیت و درجه آلودگی سطح فلز، ترکیب آب مصرفی، رژیم دما و ویژگی های عملکرد دستگاه مهندسی حرارت و سایر عوامل شناخته شده برای متخصصان در این زمینه تعیین می شود. فن آوری. یک فرد ماهر در این هنر، با استفاده از اطلاعات افشا شده در توضیحات حاضر و با استفاده از روش‌های تست استاندارد، قادر خواهد بود بر اساس اهداف، شرایط و شرایط دستگاه حرارتی، زمان بهینه برای اعمال پتانسیل الکتریکی رسانای جریان را تعیین کند. .

مقدار پتانسیل حامل جریان مورد نیاز برای خنثی کردن جزء الکترواستاتیک نیروی چسبندگی را می توان توسط متخصص در زمینه شیمی کلوئید بر اساس اطلاعات شناخته شده از هنر قبلی تعیین کرد، به عنوان مثال، از کتاب Deryagin BV، چورایف ان وی، مولر وی ام "نیروهای سطحی"، مسکو، "ناوکا"، 1985. بر اساس برخی تجسم ها، مقدار پتانسیل الکتریکی حامل جریان در محدوده 10 ولت تا 200 ولت، ترجیحاً از 60 ولت تا 150 ولت، حتی ترجیحاً بیشتر است. از 61 ولت تا 150 ولت. مقادیر پتانسیل الکتریکی حامل جریان در محدوده 61 ولت تا 150 ولت منجر به تخلیه لایه دوگانه الکتریکی می شود که اساس مولفه الکترواستاتیک نیروهای چسبندگی در مقیاس و در نتیجه به تخریب ترازو. مقادیر پتانسیل حذف جریان کمتر از 61 ولت برای تخریب مقیاس کافی نیست و در مقادیر پتانسیل حذف کننده جریان بالاتر از 150 ولت، تخریب الکتروفرسایشی نامطلوب فلز لوله های گرمایش آغاز می شود.

سطح فلزی که روش مطابق با اختراع حاضر را می توان روی آن اعمال کرد می تواند بخشی از دستگاه های مهندسی حرارت زیر باشد: لوله های گرمایش دیگ های بخار و آب گرم، مبدل های حرارتی، کارخانه های دیگ بخار، اواپراتورها، شبکه های گرمایشی، سیستم های گرمایش ساختمان های مسکونی. و تاسیسات صنعتی در طول عملیات فعلی. این فهرست گویا است و فهرست دستگاه‌هایی را که روش اختراع حاضر می‌توان برای آنها اعمال کرد محدود نمی‌کند.

در برخی از تجسم ها، آلیاژ آهن دار که سطح فلزی که روش اختراع حاضر را می توان روی آن اعمال کرد، ممکن است فولاد یا سایر مواد حاوی آهن مانند چدن، کوره، فکرال، فولاد ترانسفورماتور، آلسیفر، مگنیکو، آلنیکو، فولاد کرومیوم، اینوار، و غیره. این فهرست گویا است و فهرست آلیاژهای آهن را که روش اختراع حاضر می‌توان برای آنها اعمال کرد محدود نمی‌کند. یک فرد ماهر در این هنر، بر اساس دانش شناخته شده از هنر قبلی، قادر به چنین آلیاژهای حاوی آهن خواهد بود که می تواند مطابق با اختراع حاضر استفاده شود.

طبق برخی از تجسم های اختراع حاضر، محیط آبی که از آن رسوب می تواند تشکیل شود، آب لوله کشی است. محیط آبی نیز ممکن است آب حاوی ترکیبات فلزی محلول باشد. ترکیبات فلزی محلول ممکن است آهن و/یا ترکیبات فلز قلیایی خاکی باشند. محیط آبی همچنین ممکن است یک سوسپانسیون آبی از ذرات کلوئیدی آهن و/یا ترکیبات فلز قلیایی خاکی باشد.

روش مطابق با اختراع حاضر رسوبات تشکیل شده قبلی را حذف می کند و به عنوان وسیله ای بدون واکنش برای تمیز کردن سطوح داخلی در حین کار یک دستگاه مهندسی حرارت عمل می کند و عملکرد بدون مقیاس آن را تضمین می کند. در عین حال، اندازه منطقه ای که در آن جلوگیری از تشکیل رسوب و خوردگی به دست می آید به طور قابل توجهی از اندازه منطقه تخریب مقیاس مؤثر فراتر می رود.

روش مطابق با اختراع حاضر دارای مزایای زیر است:

نیازی به استفاده از معرف ندارد، یعنی. سازگار با محیط زیست؛

پیاده سازی آسان، نیازی به دستگاه های خاصی ندارد.

به شما امکان می دهد ضریب انتقال حرارت را افزایش دهید و راندمان دیگهای بخار را بهبود بخشید که به طور قابل توجهی بر عملکرد اقتصادی کار آن تأثیر می گذارد.

می توان از آن به عنوان افزودنی به روش های کاربردی تصفیه آب پیش بویلر یا به طور جداگانه استفاده کرد.

به شما امکان می دهد فرآیندهای نرم شدن و هوازدگی آب را رها کنید، که طرح تکنولوژیکی دیگ بخار را بسیار ساده می کند و کاهش قابل توجه هزینه ها را در طول ساخت و ساز و بهره برداری ممکن می سازد.

اشیاء احتمالی این روش می تواند دیگ های آب گرم، دیگ های حرارتی زباله، سیستم های تامین حرارت بسته، نیروگاه های نمک زدایی حرارتی آب دریا، نیروگاه های تبدیل بخار و غیره باشد.

عدم وجود آسیب خوردگی، تشکیل رسوب بر روی سطوح داخلی، امکان توسعه راه حل های اساسی طراحی و چیدمان را برای دیگهای بخار با قدرت کوچک و متوسط ​​فراهم می کند. این به دلیل تشدید فرآیندهای حرارتی، به کاهش قابل توجهی در جرم و ابعاد دیگهای بخار امکان می دهد. برای اطمینان از سطح دمای مشخص شده سطوح گرمایشی و در نتیجه کاهش مصرف سوخت، حجم گازهای دودکش و کاهش انتشار آنها در جو.

مثال پیاده سازی

روش ادعا شده در اختراع حاضر در کارخانه های دیگ بخار "آدمیرالتی کشتی سازی" و "شیمیدان قرمز" آزمایش شد. نشان داده شده است که روش طبق اختراع حاضر به طور موثر سطوح داخلی دیگ ها را از رسوبات پاک می کند. در جریان این کارها، صرفه جویی در سوخت معادل 3-10٪ به دست آمد، در حالی که گسترش مقادیر صرفه جویی با درجات مختلفی از آلودگی سطوح داخلی دیگهای بخار همراه است. هدف از کار ارزیابی اثربخشی روش پیشنهادی برای اطمینان از عملکرد بدون واکنش و بدون مقیاس دیگ‌های بخار متوسط ​​در شرایط تصفیه آب با کیفیت بالا، انطباق با رژیم آب-شیمیایی و بالا بود. سطح حرفه ای عملیات تجهیزات

آزمایش روش ادعا شده در اختراع حاضر بر روی دیگ بخار شماره 3 DKVr 20/13 از دیگ بخار 4 Krasnoselskaya شعبه جنوب غربی شرکت واحد دولتی "TEK SPb" انجام شد. عملیات واحد دیگ بخار مطابق با الزامات اسناد نظارتی انجام شد. دیگ بخار مجهز به تمام وسایل لازم برای نظارت بر پارامترهای عملکرد خود (فشار و دبی بخار تولیدی، دما و دبی آب تغذیه، فشار هوای انفجار و سوخت روی مشعل ها، خلاء در بخش های اصلی گاز است. مسیر واحد دیگ بخار). ظرفیت بخار دیگ در 18 تن در ساعت حفظ شد، فشار بخار در درام دیگ 8.1 ... 8.3 کیلوگرم بر سانتی متر مربع بود. اکونومایزر در حالت گرمایش کار می کرد. منبع آب منبع آب شهری بود که مطابق با الزامات GOST 2874-82 "آب آشامیدنی" بود. لازم به ذکر است که مقدار ترکیبات آهن در ورودی به اتاق دیگ بخار مشخص شده، به عنوان یک قاعده، بیش از نیازهای نظارتی (0.3 میلی گرم در لیتر) و 0.3-0.5 میلی گرم در لیتر است که منجر به رشد بیش از حد شدید می شود. سطوح داخلی با ترکیبات آهن دار

ارزیابی اثربخشی روش با توجه به وضعیت سطوح داخلی دیگ انجام شد.

ارزیابی تاثیر روش طبق اختراع حاضر بر وضعیت سطوح گرمایش داخلی واحد دیگ بخار.

قبل از شروع آزمایشات، بازرسی داخلی واحد بویلر انجام شد و وضعیت اولیه سطوح داخلی ثبت شد. بازرسی اولیه دیگ در ابتدای فصل گرمایش یک ماه پس از پاکسازی شیمیایی آن انجام شد. در نتیجه بازرسی مشخص شد: روی سطح درام ها رسوبات جامد قهوه ای تیره با خواص پارامغناطیس و احتمالاً متشکل از اکسیدهای آهن وجود دارد. ضخامت رسوبات از نظر بصری تا 0.4 میلی متر بود. در قسمت قابل مشاهده لوله های دیگ، عمدتاً در سمت رو به کوره، رسوبات جامد غیر پیوسته (حداکثر پنج لکه در هر 100 میلی متر طول لوله با اندازه 2 تا 15 میلی متر و ضخامت تا 0.5 میلی متر از نظر بصری).

دستگاهی برای ایجاد پتانسیل حمل جریان، شرح داده شده در EN 2100492 C1، در نقطه (1) به دریچه (2) درام بالایی از پشت دیگ وصل شد (شکل 1 را ببینید). پتانسیل الکتریکی حامل جریان برابر با 100 ولت بود. پتانسیل الکتریکی حامل جریان به مدت 1.5 ماه به طور مداوم حفظ شد. در پایان این دوره واحد بویلر افتتاح شد. در نتیجه بازرسی داخلی دیگ بخار، مشخص شد که تقریباً هیچ رسوبی (از نظر بصری بیش از 0.1 میلی متر) روی سطح (3) درام های بالایی و پایینی در فاصله 2-2.5 متری (منطقه (4) وجود ندارد. ) از دریچه های درام (نقاط اتصال دستگاه برای ایجاد پتانسیل حامل جریان (1)). در فاصله 2.5-3.0 متری (منطقه (5)) از دریچه ها، رسوبات (6) به صورت توبرکل های منفرد (نقاط) تا ضخامت 0.3 میلی متر حفظ می شوند (شکل 1 را ببینید). علاوه بر این، همانطور که به سمت جلو حرکت می کنید، (در فاصله 3.0-3.5 متر از دریچه ها)، رسوبات پیوسته (7) تا 0.4 میلی متر از نظر بصری شروع می شود، یعنی. در این فاصله از محل اتصال دستگاه، تأثیر روش تمیز کردن طبق اختراع حاضر عملاً آشکار نشد. پتانسیل الکتریکی حامل جریان برابر با 100 ولت بود. پتانسیل الکتریکی حامل جریان به مدت 1.5 ماه به طور مداوم حفظ شد. در پایان این دوره واحد بویلر افتتاح شد. در نتیجه بازرسی داخلی دیگ بخار، مشخص شد که تقریباً هیچ رسوبی (از نظر بصری بیش از 0.1 میلی متر) روی سطح درام های بالایی و پایینی در فاصله 2-2.5 متری دریچه های درام وجود ندارد. نقطه اتصال دستگاه برای ایجاد پتانسیل تخلیه جریان). در فاصله 2.5-3.0 متری از دریچه ها، رسوبات به شکل غده های منفرد (نقاط) تا ضخامت 0.3 میلی متر حفظ شدند (شکل 1 را ببینید). علاوه بر این، همانطور که به سمت جلو حرکت می کنید (در فاصله 3.0-3.5 متر از دریچه ها)، رسوبات پیوسته تا 0.4 میلی متر از نظر بصری شروع می شود، یعنی. در این فاصله از محل اتصال دستگاه، تأثیر روش تمیز کردن طبق اختراع حاضر عملاً آشکار نشد.

در قسمت قابل مشاهده لوله های دیگ بخار، در فاصله 3.5-4.0 متری از دریچه های درام، تقریباً عدم وجود رسوب کامل وجود داشت. علاوه بر این، همانطور که به سمت جلو حرکت می کنیم، رسوبات جامد غیر پیوسته پیدا شد (حداکثر پنج نقطه در هر 100 میلی متر خطی با اندازه 2 تا 15 میلی متر و ضخامت تا 0.5 میلی متر از نظر بصری).

در نتیجه این مرحله از آزمایش، به این نتیجه رسیدیم که روش مطابق اختراع حاضر، بدون استفاده از هیچ معرف، رسوبات تشکیل شده قبلی را به طور موثر از بین می برد و عملکرد بدون مقیاس دیگ را فراهم می کند.

در مرحله بعدی آزمایش، دستگاهی برای ایجاد پتانسیل حامل جریان در نقطه "B" متصل شد و آزمایش ها برای 30-45 روز دیگر ادامه یافت.

افتتاح بعدی واحد دیگ پس از 3.5 ماه کارکرد مداوم دستگاه انجام شد.

بازرسی واحد دیگ بخار نشان داد که رسوبات باقیمانده قبلی به طور کامل از بین رفته و تنها مقدار کمی در قسمت های پایینی لوله های دیگ باقی مانده است.

این منجر به نتایج زیر شد:

اندازه منطقه ای که در آن عملکرد بدون مقیاس واحد دیگ بخار تضمین می شود به طور قابل توجهی از اندازه منطقه تخریب موثر رسوبات بیشتر است که امکان انتقال بعدی نقطه اتصال پتانسیل حذف جریان را برای تمیز کردن کل داخلی فراهم می کند. سطح واحد دیگ بخار و حفظ حالت کار بدون مقیاس آن.

تخریب رسوبات قبلاً تشکیل شده و جلوگیری از تشکیل رسوبات جدید توسط فرآیندهایی با ماهیت متفاوت فراهم می شود.

بر اساس نتایج بازرسی، تصمیم بر این شد که آزمایش تا پایان دوره گرمایش ادامه یابد تا در نهایت درام ها و لوله های دیگ تمیز شود و اطمینان از کارکرد بدون رسوب دیگ مشخص شود. افتتاح بعدی واحد دیگ بخار پس از 210 روز انجام شد.

نتایج بازرسی داخلی دیگ نشان داد که فرآیند تمیز کردن سطوح داخلی دیگ در داخل درام های بالا و پایین و لوله های دیگ با حذف تقریباً کامل رسوبات به پایان رسید. روی تمام سطح فلز، یک پوشش متراکم نازک تشکیل شد که دارای رنگ مشکی با رنگ آبی بود که ضخامت آن حتی در حالت مرطوب (تقریبا بلافاصله پس از باز کردن دیگ بخار) از نظر بصری از 0.1 میلی متر تجاوز نمی کرد.

در عین حال، اطمینان از عملکرد بدون مقیاس واحد دیگ هنگام استفاده از روش اختراع حاضر تأیید شد.

اثر محافظتی فیلم مگنتیت تا 2 ماه پس از قطع دستگاه باقی می ماند، که برای اطمینان از حفظ خشکی واحد دیگ بخار در هنگام انتقال به ذخیره یا تعمیر کافی است.

اگرچه اختراع حاضر در رابطه با نمونه‌ها و تجسم‌های خاص اختراع توضیح داده شده است، اما باید درک کرد که این اختراع به آنها محدود نمی‌شود و می‌توان آن را در محدوده ادعاهای زیر عملی کرد.

1. روشی برای جلوگیری از تشکیل رسوب بر روی سطح فلزی ساخته شده از آلیاژ حاوی آهن و در تماس با محیط بخار آب که از آن رسوب تشکیل می شود، از جمله اعمال پتانسیل الکتریکی حامل جریان در محدوده 61 ولت. تا 150 ولت به سطح فلز مشخص شده برای خنثی کردن مؤلفه الکترواستاتیک نیروی چسبندگی بین سطح فلز مذکور و ذرات کلوئیدی و یون‌های تشکیل‌دهنده رسوب.

این اختراع مربوط به مهندسی برق حرارتی است و می تواند برای محافظت در برابر رسوب و خوردگی لوله های گرمایش دیگ های بخار و آب گرم، مبدل های حرارتی، کارخانه های دیگ بخار، اواپراتورها، شبکه های گرمایشی، سیستم های گرمایش ساختمان های مسکونی و تاسیسات صنعتی در حین کار استفاده شود. روشی برای جلوگیری از تشکیل رسوب بر روی سطح فلزی ساخته شده از آلیاژ حاوی آهن و در تماس با محیط آب بخار که از آن رسوب می تواند تشکیل شود شامل اعمال پتانسیل الکتریکی حامل جریان در محدوده 61 ولت تا 150 ولت به سطح فلز مشخص شده برای خنثی کردن مولفه الکترواستاتیک نیروی چسبندگی بین سطح فلز مشخص و ذرات کلوئیدی و یون‌های تشکیل‌دهنده رسوب. EFFECT: افزایش راندمان و بهره وری دیگ های آب گرم و بخار، افزایش راندمان انتقال حرارت، تخریب لایه به لایه و حذف رسوب تشکیل شده و همچنین جلوگیری از تشکیل جدید آن. 2 w.p. f-ly, 1 pr., 1 ill.

سایت دریایی روسیه no 05 اکتبر 2016 ایجاد: 05 اکتبر 2016 بروزرسانی: 05 اکتبر 2016 تعداد بازدید: 5363

انواع خوردگی. در حین کار، عناصر یک دیگ بخار در معرض رسانه های تهاجمی - آب، بخار و گازهای دودکش قرار می گیرند. بین خوردگی شیمیایی و الکتروشیمیایی تمایز قائل شوید.

خوردگی شیمیاییکه در اثر بخار یا آب ایجاد می شود، فلز را به طور یکنواخت در کل سطح از بین می برد. میزان چنین خوردگی در دیگهای مدرن دریایی کم است. خطرناک تر، خوردگی شیمیایی موضعی ناشی از ترکیبات شیمیایی تهاجمی موجود در رسوبات خاکستر (گوگرد، اکسیدهای وانادیوم و غیره) است.

رایج ترین و خطرناک ترین آن است خوردگی الکتروشیمیاییجریان الکتریکی در محلول های آبی الکترولیت ها هنگام وقوع جریان الکتریکی ناشی از اختلاف پتانسیل بین بخش های جداگانه فلز است که در ناهمگونی شیمیایی، دما یا کیفیت پردازش متفاوت است.
نقش الکترولیت توسط آب (با خوردگی داخلی) یا بخار آب تغلیظ شده در رسوبات (با خوردگی خارجی) انجام می شود.

وقوع چنین جفت های میکروگالوانیکی در سطح لوله منجر به این واقعیت می شود که یون-اتم های فلزی به شکل یون هایی با بار مثبت وارد آب می شوند و سطح لوله در این مکان بار منفی پیدا می کند. اگر تفاوت در پتانسیل چنین جفت های میکروگالوانیکی ناچیز باشد، یک لایه الکتریکی دوتایی به تدریج در سطح مشترک فلز-آب ایجاد می شود که روند بعدی فرآیند را کند می کند.

با این حال، در بیشتر موارد، پتانسیل های بخش های جداگانه متفاوت است، که باعث وقوع یک EMF هدایت شده از یک پتانسیل بزرگتر (آند) به یک کوچکتر (کاتد) می شود.

در این حالت، یون-اتم های فلزی از آند وارد آب می شوند و الکترون های اضافی روی کاتد جمع می شوند. در نتیجه، EMF و در نتیجه، شدت فرآیند تخریب فلز به شدت کاهش می یابد.

این پدیده قطبی شدن نامیده می شود. اگر پتانسیل آند در نتیجه تشکیل یک فیلم اکسید محافظ یا افزایش غلظت یون های فلزی در ناحیه آند کاهش یابد و پتانسیل کاتد عملاً بدون تغییر باقی بماند، قطبش آندی نامیده می شود.

با پلاریزاسیون کاتدی در محلول نزدیک کاتد، غلظت یون ها و مولکول هایی که قادر به حذف الکترون های اضافی از سطح فلز هستند به شدت کاهش می یابد. از اینجا نتیجه می گیرد که نکته اصلی در مبارزه با خوردگی الکتروشیمیایی ایجاد چنین شرایطی است که هر دو نوع پلاریزاسیون حفظ شود.
دستیابی به این امر عملاً غیرممکن است ، زیرا آب دیگ همیشه حاوی دپلاریز کننده ها است - موادی که باعث اختلال در فرآیندهای پلاریزاسیون می شوند.

دپلاریزاتورها شامل مولکول های O 2 و CO 2، یون های H +، Cl - و SO - 4 و همچنین اکسیدهای آهن و مس هستند. محلول در آب، CO 2، Cl - و SO - 4 از تشکیل یک لایه اکسید محافظ متراکم بر روی آند جلوگیری می کند و در نتیجه به روند فشرده فرآیندهای آندی کمک می کند. یون های هیدروژن H + بار منفی کاتد را کاهش می دهد.

تأثیر اکسیژن بر نرخ خوردگی در دو جهت متضاد ظاهر شد. از یک طرف، اکسیژن سرعت فرآیند خوردگی را افزایش می دهد، زیرا یک دپلاریز کننده قوی بخش های کاتد است، از طرف دیگر، یک اثر غیرفعال کننده بر روی سطح دارد.
به طور معمول، قطعات دیگ بخار ساخته شده از فولاد دارای یک لایه اکسید اولیه به اندازه کافی قوی هستند که از مواد در برابر قرار گرفتن در معرض اکسیژن محافظت می کند تا زمانی که توسط عوامل شیمیایی یا مکانیکی از بین برود.

سرعت واکنش‌های ناهمگن (از جمله خوردگی) با شدت فرآیندهای زیر تنظیم می‌شود: عرضه معرف‌ها (عمدتاً دپلاریزکننده‌ها) به سطح ماده. تخریب فیلم اکسید محافظ؛ حذف محصولات واکنش از محل وقوع آن.

شدت این فرآیندها تا حد زیادی توسط عوامل هیدرودینامیکی، مکانیکی و حرارتی تعیین می شود. بنابراین، اقدامات برای کاهش غلظت مواد شیمیایی تهاجمی با شدت بالا از دو فرآیند دیگر، همانطور که تجربه کارکرد دیگ‌ها نشان می‌دهد، معمولاً بی‌اثر هستند.

از این نتیجه می شود که راه حل مشکل جلوگیری از آسیب خوردگی باید پیچیده باشد، زمانی که تمام عوامل مؤثر در علل اولیه تخریب مواد در نظر گرفته شود.

خوردگی الکتروشیمیایی

بسته به محل جریان و مواد درگیر در واکنش ها، انواع خوردگی الکتروشیمیایی زیر متمایز می شوند:

• اکسیژن (و تنوع آن - پارکینگ)،
• زیر لجن (گاهی اوقات "پوسته" نامیده می شود)،
• بین دانه ای (شکنندگی قلیایی فولادهای دیگ بخار)،
• اسلات و
• گوگردی

خوردگی اکسیژندر اکونومایزرها، اتصالات، تغذیه و لوله‌های پایین، کلکتورهای آب بخار و دستگاه‌های درون جمع‌کننده (سپرها، لوله‌ها، دی‌سوپرهیترها و غیره) مشاهده می‌شود. کویل های مدار ثانویه دیگ های دو مداره، دیگ های بخار و بخاری های هوای بخار به ویژه در برابر خوردگی اکسیژن حساس هستند. خوردگی اکسیژن در طول کار دیگ ها انجام می شود و به غلظت اکسیژن محلول در آب دیگ بستگی دارد.

میزان خوردگی اکسیژن در دیگ های اصلی پایین است، به دلیل عملکرد کارآمد هواگیرها و رژیم آب فسفات نیترات. در دیگهای بخار لوله آب کمکی، اغلب به 0.5 - 1 میلی متر در سال می رسد، اگرچه به طور متوسط ​​در محدوده 0.05 - 0.2 میلی متر در سال قرار دارد. ماهیت آسیب به فولادهای دیگ بخار چاله های کوچک است.

یک نوع خطرناک تر از خوردگی اکسیژن است خوردگی پارکینگدر طول دوره عدم فعالیت دیگ بخار جریان دارد. با توجه به ویژگی های عملکرد، کلیه دیگ های کشتی (به ویژه دیگ های کمکی) در معرض خوردگی شدید پارکینگ هستند. به عنوان یک قاعده، خوردگی پارکینگ منجر به خرابی دیگ بخار نمی شود، با این حال، فلز خورده شده در هنگام خاموش شدن، ceteris paribus، در حین کار دیگ به شدت تخریب می شود.

علت اصلی خوردگی پارکینگ ورود اکسیژن به آب در صورت پر بودن دیگ و یا وارد شدن لایه رطوبت روی سطح فلز در صورت خشک بودن دیگ است. کلریدها و NaOH موجود در آب و رسوبات نمک محلول در آب نقش مهمی دارند.

اگر کلرید در آب وجود داشته باشد، خوردگی یکنواخت فلز تشدید می شود و اگر حاوی مقدار کمی قلیایی (کمتر از 100 میلی گرم در لیتر) باشد، خوردگی موضعی است. برای جلوگیری از خوردگی پارکینگ در دمای 20 تا 25 درجه سانتیگراد، آب باید تا 200 میلی گرم در لیتر NaOH داشته باشد.

نشانه های خارجی خوردگی با مشارکت اکسیژن: زخم های موضعی کوچک (شکل 1، الف)، پر از محصولات خوردگی قهوه ای رنگ، که در بالای زخم ها توبرکل ایجاد می کنند.

حذف اکسیژن از آب تغذیه یکی از اقدامات مهم برای کاهش خوردگی اکسیژن است. از سال 1986، میزان اکسیژن موجود در آب خوراک برای دیگ های کمکی و ضایعات دریایی به 0.1 میلی گرم در لیتر محدود شده است.

با این حال، حتی با چنین محتوای اکسیژن آب تغذیه، آسیب خوردگی به عناصر دیگ در عملیات مشاهده می شود، که نشان دهنده تأثیر غالب فرآیندهای تخریب فیلم اکسید و شستشوی محصولات واکنش از مراکز خوردگی است. گویاترین مثالی که تأثیر این فرآیندها بر آسیب خوردگی را نشان می دهد، تخریب کویل های دیگ های بخار با گردش اجباری است.

برنج. 1. آسیب ناشی از خوردگی اکسیژن

آسیب خوردگیدر صورت خوردگی اکسیژن، آنها معمولاً به شدت موضعی هستند: در سطح داخلی بخش های ورودی (شکل 1، a را ببینید)، در ناحیه خم ها (شکل 1، b)، در بخش های خروجی و در زانویی سیم پیچ (نگاه کنید به شکل 1، c)، و همچنین در کلکتورهای آب بخار بویلرهای استفاده (نگاه کنید به شکل 1، d). در این مناطق (2 - ناحیه حفره نزدیک دیوار) است که ویژگی های هیدرودینامیکی جریان شرایطی را برای تخریب فیلم اکسید و شستشوی شدید محصولات خوردگی ایجاد می کند.
در واقع، هرگونه تغییر شکل جریان آب و مخلوط بخار آب با ظاهر همراه است کاویتاسیون در لایه های نزدیک دیوارجریان انبساط 2، که در آن حباب های بخار تشکیل شده و بلافاصله فرو می ریزند باعث تخریب لایه اکسیدی به دلیل انرژی ریزشوک های هیدرولیکی می شوند.
این نیز با تنش های متناوب در فیلم، ناشی از ارتعاش سیم پیچ ها و نوسانات دما و فشار، تسهیل می شود. افزایش تلاطم جریان موضعی در این مناطق باعث شستشوی فعال محصولات خوردگی می شود.

در بخش‌های خروجی مستقیم سیم‌پیچ‌ها، فیلم اکسید به دلیل ضربه‌های وارده بر سطح قطرات آب در طول ضربان‌های آشفته جریان مخلوط بخار و آب از بین می‌رود که حالت حرکت حلقوی پراکنده آن در اینجا به حالت پراکنده منتقل می‌شود. سرعت جریان تا 20-25 متر بر ثانیه.
در این شرایط، حتی مقدار کم اکسیژن (~ 0.1 میلی گرم در لیتر) باعث تخریب شدید فلز می شود که منجر به ظاهر شدن فیستول در بخش های ورودی سیم پیچ های دیگ های حرارتی زائد از نوع La Mont می شود. 4 سال عملیات، و در مناطق دیگر - پس از 6-12 سال.

برنج. شکل 2. آسیب خوردگی به کویل های اکونومایزر بویلرهای استفاده KUP1500R کشتی موتوری "ایندیرا گاندی".

به عنوان نمونه ای از موارد فوق، اجازه دهید علل آسیب کویل های اکونومایزر دو دیگ بخار از نوع KUP1500R نصب شده بر روی حامل فندک ایندیرا گاندی (نوع الکسی کوسیگین)، که در اکتبر 1985 وارد خدمت شد را در نظر بگیریم. قبلاً در فوریه 1987. به دلیل آسیب، اکونومایزرهای هر دو دیگ تعویض شدند. پس از 3 سال، آسیب به سیم پیچ ها نیز در این اکونومایزرها، واقع در مناطقی تا 1-1.5 متر از منیفولد ورودی ظاهر می شود. ماهیت آسیب نشان دهنده (شکل 2، الف، ب) خوردگی معمولی اکسیژن و به دنبال آن شکست خستگی (ترک های عرضی) است.

با این حال، ماهیت خستگی در مناطق فردی متفاوت است. ظهور یک ترک (و ترک زودتر لایه اکسید) در ناحیه جوش (نگاه کنید به شکل 2، a) نتیجه تنش های متناوب ناشی از ارتعاش دسته لوله و ویژگی طراحی لوله است. اتصال سیم پیچ ها با هدر (انتهای سیم پیچ با قطر 22x3 به یک اتصال منحنی با قطر 22x2 جوش داده می شود).
تخریب لایه اکسید و ایجاد ترک‌های خستگی در سطح داخلی بخش‌های مستقیم سیم‌پیچ‌ها، که با فاصله ۷۰۰ تا ۱۰۰۰ میلی‌متر از ورودی فاصله دارند (نگاه کنید به شکل 2، b)، به دلیل تنش‌های حرارتی متناوب است که رخ می‌دهد. در طول راه اندازی دیگ بخار، زمانی که آب سرد سطح گرم تامین می شود. در این حالت، عمل تنش‌های حرارتی با این واقعیت افزایش می‌یابد که پره‌بندی سیم‌پیچ‌ها، انبساط آزادانه فلز لوله را دشوار می‌کند و باعث ایجاد تنش‌های اضافی در فلز می‌شود.

خوردگی زیر دوغابمعمولاً در دیگ های اصلی لوله آب روی سطوح داخلی صفحه و لوله های بخار بسته های ورودی رو به مشعل مشاهده می شود. ماهیت خوردگی زیر لجن چاله های بیضی شکل با اندازه در امتداد محور اصلی (موازی با محور لوله) تا 30-100 میلی متر است.
یک لایه متراکم از اکسیدها به شکل "پوسته" 3 روی زخم ها وجود دارد (شکل 3) خوردگی زیرین در حضور دپلاریز کننده های جامد - اکسیدهای آهن و مس 2 که بر روی لوله با بیشترین تنش حرارتی رسوب می کنند، انجام می شود. بخش هایی در مکان های مراکز خوردگی فعال که در هنگام تخریب فیلم های اکسیدی رخ می دهد.
یک لایه شل از رسوب و محصولات خوردگی در بالا تشکیل شده است.
برای دیگ های کمکی، این نوع خوردگی معمولی نیست، اما تحت بارهای حرارتی بالا و حالت های تصفیه آب مناسب، بروز خوردگی زیر لجن در این دیگ ها منتفی نیست.