А   Б  В  Г  Д  Е  Є  Ж  З  І  Ї  Й  К  Л  М  Н  О  П  Р  С  Т  У  Ф  Х  Ц  Ч  Ш  Щ  Ю  Я 


Високотемпературна корозія

Високотемпературна корозія (поверхонь нагріву парогенераторів часто пов'язана з впливом компонентів неорганічної та органічної частин палива на метал труб. Найбільш відомою є що має місце в мазутних парогенераторах так звана високотемпературна ванадиевая корозія. Приклад утворення відкладень на воздухоподогревателе. Високотемпературна корозія в основному обумовлюється присутністю в мазуті сполук ванадію. Теорія процесу окислення стали під впливом сполук ванадію поки точно не з'ясована. Деякі дослідники вважають, що п'ятиокис ванадію при температурі вище 600 С в середовищі, що містить кисень, діє на сталь як окислювач.

Залежність розчинності Ks при Р 0 1 МПа від температури для різних марок сталей, сплавів і нікелю. | Залежність розчинності водню від тиску і температури для стали марки Х18Н10Т. Високотемпературна корозія під дією сірководню в процесі гідроочищення - найбільш небезпечна в інтервалі 350 - - 450 С, особливо якщо вона супроводжується Обезуглероживание карбідних сполук.

Високотемпературна корозія на установках АВТ і термі - крекінгу спостерігається в пічних трубах, трансферних лініях, нижніх частинах колон, испарителях високого і низького тиску. Для цих вузлів в основному характерний рівномірний корозійний знос.

Високотемпературна корозія і знос поверхонь нагріву парових котлів електростанцій призводять до щорічних витрат металу на відновлення і ремонт, забруднення поверхонь нагріву еоловими відкладеннями - до зниження їх теплової ефективності і, отже, зниження ККД котлів.

Високотемпературна корозія для двигунів внутрішнього згоряння, що працюють на сірчистих паливах, не має, мабуть, серйозного значення.

Високотемпературна корозія може відбуватися і під впливом мінеральної частини палива. При спалюванні рідкого палива на інтенсивність корозії впливають сполуки ванадію, при спалюванні твердого палива можливий вплив складних сульфатів лужних металів.

Високотемпературна корозія відбувалася на котлах Бенсона (ФРН) з параметрами пари 12 7 МПа, 525 С; паливо, що спалюється в цих котлах, містило 2 5 - 3 5% сірки.

Високотемпературна корозія в газових турбінах і парових котлах, обумовлена забрудненнями палива.

Високотемпературна корозія в конвективної частини котла при спалюванні мазуту також викликана впливом газового середовища на метал, проте на відміну від корозії НРЧ корозійні процеси в конвективної частини протікають в умовах присутності в топкових газах надлишкового кисню.

Високотемпературна корозія має місце на вхідних кромках напрямних лопаток, причина якої полягає в присутності в продуктах згоряння таких агресивних речовин, як сірки, натрію, хлору. Такі технологічні заходи, як застосування антикорозійного покриття і підвищення чистоти оброблюваної поверхні, є ефективними способами боротьби з корозією.

Високотемпературна корозія вражає метал труб з температурою стінки вище 600 С, а також неохолоджувані кріплення поверхонь нагріву, виконані цз аустенітних сталей.

Зіставлення швидкості корозії вуглецевої сталі і виділення H2S з нафт Урало-Волзької нафтоносної області в умовах перегонки при 350 ° С (загальний вміст сірки в% зазначено в дужках - по.

Нафтеновокіслотная високотемпературна корозія[15]супроводжується якісно відмінною від сірчистої корозії картиною роз`їдання. Так як нафтенати заліза розчинні у вуглеводнях, поверхня залишається чистою і блискучою, в той же час при сернистом роз'їдання метал покритий темними нерозчинними сульфідними шарами.

Рентгенограми сплаву Со-Ni - P, термообробленого при температурі 140 С (а і 350 С (б. Високотемпературна корозія сплаву Со-Ni - Р починає протікати з помітною швидкістю при температурах вище 400 С.

Високотемпературна корозія димових газів, що містять хлор або хлористий водень, збільшується кожного разу, як температура металу, що контактує з такими газами, перевищує 480 С.

Високотемпературна корозія поверхонь нагріву парогенераторів з газової сторони є процесом окислення металу в потоці продуктів згоряння під впливом золи палива. Реакція окислення починається на поверхні розділу метал - зовнішнє середовище. В процесі окислення на поверхні металу утворюється шар окалини, який відокремлює метал від золових відкладень і газового середовища.

Високотемпературна корозія перегревательних поверхонь нагріву є однією з найбільш важливих проблем при спалюванні мазуту. Без вирішення цієї проблеми неможливе підвищення параметрів пари і забезпечення надійності пароперегрівачів. В даний час на котлах енергоблоків 3008001200 МВт температура перегріву пара становить 545/545 С. При зазначеному рівні температури перегріву лише невелика частина поверхні пароперегрівача схильна до корозії, інтенсивність якої багато в чому визначається температурою стінки і омивають газів.

Високотемпературна корозія гарячої частини двигунів продуктами згоряння призводить до руйнування поверхонь циліндрів, поршнів, клапанів, агрегатів випускного тракту двигунів.

Високотемпературна корозія поверхонь нагріву котла є одним з окремих випадків хімічного впливу навколишнього середовища в результаті якого відбувається безперервне утонение стінки труб. З плином часу утворюється на поверхні труби оксидна плівка призводить до зниження інтенсивності корозії. Всякі пошкодження захисної оксидної плівки на трубах поверхні нагріву знижують її дифузійний опір і тим самим неминуче призводять до інтенсифікації корозії. Причинами руйнування оксидної плівки на трубах можуть бути різнотипні зміни температурного режиму поверхонь нагріву через зміну навантаження, зупинок і розпалювання котла. Особливо важливе значення при цьому мають повні або часткові її руйнування при циклічних очистках поверхонь нагріву котла від золових відкладень.

Високотемпературної корозії в продуктах згоряння палива піддаються елементи обладнання теплоенергетичних, хімічних, металургійних та інших установок. Характер корозії металів і інтенсивність протікання корозійних процесів залежать при цьому від багатьох чинників, але головний з них - склад застосовуваного палива. Корозійна агресивність продуктів згоряння цих палив неоднакова, різні і механізми їх корозійного впливу на метали.

Високотемпературної корозії схильні різні неохолоджувані елементи котла: підвіски, дистанційні гребінки, каркас, а також труби пароперегрівача при високій температурі перегріву пара.

Високотемпературної корозії можуть бути схильні до зовнішні поверхні екранних і пароперегрева-них труб, незважаючи на охолодження їх робочою рідиною.

Високотемпературної корозії в продуктах згоряння палива піддаються елементи обладнання теплоенергетичних, хімічних, металургійних та інших установок. Характер корозії металів і інтенсивність протікання корозійних процесів залежать при цьому від багатьох чинників, але головний з них - склад застосовуваного палива. Корозійна агресивність продуктів згоряння цих палив неоднакова, різні і механізми їх корозійного впливу на метали.

Високотемпературної корозії робочих і соплових лопаток і всіх деталей проточної частини ГТ сприяє присутність лужних металів (натрію, калію), ванадію та свинцю в гарячих газах - продуктах згоряння, що надходять в ГТ. Ці забруднення можуть потрапити туди не тільки з паливом, але і з повітрям, парою або водою при уприскуванні останніх в КС для зниження концентрації оксидів азоту МО в вихідних газах або збільшення вироблення електроенергії. Джерелом забруднення може бути водяна суміш, яка використовується для випарного охолодження повітря на вході в компресор ГТУ.

Високотемпературну корозію іноді вдається дещо послабити попередньої обмазкой деякими покриттями. За кордоном (ФРН) для цієї мети застосовують графіт, розчинне скло і цементний розчин.

Високотемпературну корозію можна запобігти шляхом додавання до сплаву елементів, що мають тенденцію селективно окислюватися з утворенням захисного покриття. Наприклад, так звана жаростійкий сталь містить більше 12% хрому. Він оберігає сталь від подальшого окислення навіть при 1000 С, якщо вміст хрому досить велике. Тому таку сталь використовують в високотемпературному обладнанні, наприклад в газових турбінах. Однак при певних умовах захисні властивості оксиду можуть губитися. Це може статися, якщо поверхня піддасться дії топкових газів, забруднених, наприклад оксидом ванадію, знижуючим точку плавлення захисного покриття. Тоді окислення може протікати з високою швидкістю, і його зазвичай називають катастрофічним окисленням.

До високотемпературної корозії відноситься корозія топкових екранів при спалюванні твердого палива, ванадиевая корозія пароперегрівачів при спалюванні сірчистих мазутів і корозія екранів нижньої радіаційної частини котлів сверхкритического тиску також при спалюванні сірчистого мазуту.
 Дослідження високотемпературної корозії проведені на двох однотипних котлах.

Характеристики високотемпературної корозії сталей, наведені в табл. 13.2 - 13.4 відповідають інтервалу коливання температури димових газів, звичайному для експлуатації парогенераторів. У деяких випадках можливе провести розрахунок глибини корозії з урахуванням температури газів. Такий розрахунок може бути здійснений для сталей 12Х1МФ та 12Х18Н12Т, що піддаються корозії в продуктах згоряння сірчистих мазутів. Експерименти показують[4], Що при зростанні температури газів і постійній температурі металу швидкість їх корозії спочатку збільшується, а потім знижується. Найбільш висока швидкість корозії сталі 12Х1МФ спостерігається в інтервалі температур газів 815 - 1030 С, а стали 12Х18Н12Т 880 - 1030 С. Для обліку впливу відпрацьованих газів сірчистих мазутів на корозію сталей рекомендується вводити в коефіцієнт b рівняння жаростійкості (див. Табл. 13.3) поправку у. 
Характеристики високотемпературної корозії сталей, наведені в табл. 13.2 - 13.4 відповідають інтервалу коливання температури димових газів, звичайному для експлуатації парогенераторів. У деяких випадках можливе провести розрахунок глибини корозії з урахуванням температури газів. Такий розрахунок може бути здійснений для сталей 12Х1МФ та 12Х18Н12Т, що піддаються корозії в продуктах згоряння сірчистих мазутів. Експерименти показують[4], Що при зростанні температури газів і постійній температурі металу швидкість їх корозії спочатку збільшується, а потім знижується. Найбільш висока швидкість корозії сталі 12Х1МФ спостерігається в інтервалі температур газів 815 - 1030 С, а стали 12Х18Н12Т 880 - 1030 С.

Кінетика високотемпературної корозії котелень сталей в продуктах згоряння природного газу як в лабораторних, так і в промислових умовах досить добре вивчена. Компонентами в продуктах згоряння газу, які найбільшим чином впливають на інтенсивність корозії, є кисень і водяна пара. Концентрація першого істотно залежить від режиму згоряння палива (від коефіцієнта надлишку повітря), а кількість водяної пари головним чином визначено складом палива, що спалюється. Зі збільшенням концентрації кисню в продуктах згоряння поліпшуються умови його транспорту до реакційної поверхні, і тим самим процес корозії інтенсифікується. Певний вплив на характер корозії металу в продуктах згоряння газу надає і концентрація водяної пари. Як зазначено раніше, в цій температурній області окислення заліза протікає більш інтенсивно, ніж в умовах, коли на поверхні металу виникає двошаровий оксид.

На високотемпературну корозію сильно впливає вільна плинність шлаків. Так, якщо в'язкість шлаків становить 600 - 750 пз, то такі шлаки в силу їх малої рухливості захищають метал, і корозія досить сповільнюється. Шлак, що має в'язкість близько 100 пз, порівняно легко стікає сам і, тягнучи за собою захисну окисну плівку, яку він розчиняє, розкриває метал для дії на нього кисню, продуктів горіння і пя-тіокісі ванадію.

З високотемпературної корозією екранів доводиться стикатися при спалюванні не тільки АШ, але також і інших вугілля.

Парогенератор БКЗ-75-39Ф. 12. Оскільки інтенсивність високотемпературної корозії описується статечної залежністю від часу, то з точки зору Корекція Зіон-ерозійного зносу поверхні нагрівання важливим є збереження на трубах шару окалини. Звідси випливає проблема створення ТЗ Ких систем очищення високотемпературних поверхонь нагріву парогенераторів від золових відкладень, які не руйнували б оксидних плівок або руйнування відбувалося б з такою частотою, яка істотно не прискорювала б процес зносу.

Основним агентом високотемпературної корозії є сірководень. Сірчистий газ при високих температурах менш небезпечний.

Особливий вид високотемпературної корозії виникає при експлуатації енергетичних і рухових установок, що працюють на сірку містять паливах, В цьому випадку корозійний процес супроводжується утворенням на поверхні металу рідких сульфідних і сульфатних плівок, розвиток корозії прискорено.

В умовах високотемпературної корозії пасивність виникатиме за рахунок оксидів або інших сполук, що створюють на поверхні металу шар, досить щільний і перешкоджає або затримує дифузію кисню до металу або металу до кисню.

Стосовно до високотемпературної корозії розроблений метод прогнозування довговічності захисних покриттів товщиною від 50 до 150 мкм. Передбачається[210], Що цей метод позбавлений недоліків, властивих стандартному вагового. Сутність його полягає в проведенні випробувань при більш високій, ніж експлуатаційна, температурі або при такій же температурі, але в більш агресивному середовищі. При цьому покриття руйнується значно швидше.

Механізм протікання високотемпературної корозії в мазутних котлоагрегатах поки ще недостатньо ясний.

Аррениуса, швидкість високотемпературної корозії при даному складі золових відкладень з підвищенням температури збільшується експоненціально як при кінетичному, так і при дифузійному режимі окислення. Вище було сказано, що хіміко мінералогічний склад виникають на поверхні нагрівання золових відкладень залежить від температури поверхні і змінюється з часом. Тому змінюється також і корозійна активність відкладень і вплив температури на корозію в різних інтервалах температур може виявитися різним. Іноді можна зустріти і такі області процесів, де внаслідок виділення з відкладень коррозіонноактівних компонентів інтенсивність корозії з підвищенням температури знижується.

Пічні змеевики піддаються високотемпературної корозії, ускладнюється ерозією під дією швидкоплинних потоків нагрівається суміші і можливої кавитацией в результаті введення тур-булізатора.

Три основних види високотемпературної корозії різняться між собою хімічним характер: окислення в газоподібній фазі, натрієво-ванадиевая корозія при роботі котла на мазуті і корозія під впливом відкладень на поверхнях нагріву.

На кінетичної діаграмі високотемпературної корозії дається питомий зменшення маси металу на одиницю поверхні або глибина - корозії в залежності від часу у вигляді ліній постійних температур. У таких координатах залежність qq (t) при постійних температурах зображується прямими лініями.

Зміна температури точки роси димових газів в залежності від наведеного змісту сірки в паливі. В першу чергу високотемпературної корозії схильні леговані сталі аустенітного класу.

Загальною умовою виникнення газової високотемпературної корозії є змивання екранних труб продуктами неповного згоряння при відсутності кисню.

Глибина корозії сталей в продуктах згоряння природного, газу в залежності від температури за 100 тис. Ч. Основні характеристики кінетики високотемпературної корозії сталей в умовах, спалювання естонських сланців отримані при вивченні цих процесів під впливом летючого попелу.

Для захисту від прискореної високотемпературної корозії лопаток сучасних ГТ їх покривають антикорозійними покриттями за допомогою плазмового напилення, осадження парів металів і ін. Після закінчення 15 - 20 тис. Ч роботи захисні покриття доводиться відновлювати.

Аррениуса, швидкість високотемпературної корозії котельних труб при даному складі золових відкладень і навколишнього середовища з підвищенням температури збільшується експоненціально як при кінетичному, так і при дифузійному режимі окислення.

Для зниження швидкості високотемпературної корозії екранів НРЧ парогенераторів з топками, які спалюють пилеуголь-ве паливо, рекомендуються наступні способи.