Коррозия поверхностей нагрева

Коррозией поверхности нагрева называют разрушение металла в результате химических и электро-химических процессов, протекающие под воздействием окружающей среды.

Различают общую и местную коррозию.

Общая характеризуется равномерным разрушением металла по всей поверхности. При местной коррозией разрушению подвергаются лишь отдельные небольшие участки.

Из местной коррозии наиболее распространена язвенная или точечная. Она проникает в глубину металла. Встречается на стенках водяного пространства барабанов котлов. Язвы большего размера встречаются на парообразующих трубах. При точечной коррозии образуются отверстия d<0,1-2мм на всю толщину трубы. Элементы пароводяных котлов, изготовленные из аустенической стали могут быть подвержены межкристаллитной коррозии, с образованием трещин. Наибольший вред поверхностям нагрева паровых котлов наносит местная коррозия из-за большой скорости проникновения в толщу металла.

В зависимости от характера процесса и корродирующих агентов различают химическую и электро-химическую коррозию.

Химическая коррозия обусловлена химическими процессами, возникающие при взаимодействии металла с окружающей средой непосредственно. Такая коррозия наблюдается в пароперегревателе, где металл окисляется водяным паром, а также может возникать в парообразующих трубах при расслоении смеси и образовании свободного уровня 3Fe + 4H₂0 – Fe₃O₄ +4H₂ . окисление железа перегретым паром наблюдается при температуре более 450ºС.

Электрохимическая коррозия возникает при воздействии на металл раствора электролита солей, кислот, щелочей и коррозионно активных газов – кислорода и углекислого газа, и связана с прохождением электрического тока от одной части металла к другой. Возникновение тока объясняется тем, что при соприкосновении металла с электролитами на его поверхности образуются микрогальваничекие элементы, а это в свою очередь обусловлено электрохимической неоднородностью поверхности раздела металл-электролит, вследствие неоднородности металла, наличие на некоторых участках поверхности различных отложений, неодинаковых концентрациях электролита и неравномерном распределении коррозии. Опыт показывает что разность потенциалов корродирующих элементов оказывается значительной только в начальный момент возникновения. Через короткий момент времени она резко снижается. Уменьшение начальной разности потенциалов электродов гальванического элемента называется поляризацией. Таким образом поляризация приводит к уменьшению интенсивности протекания коррозионных процессов. Поляризацию уменьшают вещества, способствующие восстановлению электродного потенциала. Такие вещества называют деполяризаторами.

Различают анодную и катодную деполяризацию.

Анодная деполяризация характеризуется переходом металла в раствор с освобождением электронов, а катодная – приемом электронов и следовательно возрастанием электрического тока. Наиболее активным деполяризатором является растворимый в воде кислород. Наличие свободной углекислоты в воде также интенсифицирует протекание коррозионных процессов. Таким образом, предупреждением коррозии является деаэрация водой.

Кислородная коррозия чаще всего наблюдается на входных участках труб водяных экономайзеров и имеет язвенный характер. Увеличение скорости движения воды способствует отрыву пузырьков воздуха от стенок трубы, что существенно замедляет коррозию.

Кристаллидная коррозия характеризуется появлением в металле трещин по границам зёрен металла, и встречаются в основном в местах соединений котла.

Щелочная коррозия происходит в испарительных поверхностях нагрева. В результате происходит снижение механической прочности металла и образование в нем трещин.

Деаэрацией называется освобождение питательной воды от растворенного в ней воздуха, в состав которого входят кислород и двуокись углерода. Растворенные в воде, эти газы вызывают коррозию питательных труб и поверхностей нагрева котла.

Наибольшее распространение получили термические деаэраторы атмосферного типа низкого давления (0,02-0,025 МПа) и повышенного давления (0,6 МПа), а также вакуумные с давлением ниже атмосферного.

Термические деаэраторы служат для удаления из питательной воды растворенного в ней воздуха, путем нагрева ее до температуры кипения.

Воду обескислороживают также фильтрованием ее через слой стальных стружек, которые окисляются из-за растворенного в воде кислорода.

Контрольные вопросы:

1. Пар и его характеристики.

2. Что такое циркуляция?

3. Режимы течения пароводяной смеси?

4. Методика гидравлического расчета контура естественной циркуляции.

5. Что такое загрязнение пара?

6. Какие требования предъявляют к воде и пару?

7. Методы получения чистого пара?

8. Что такое продувка парового котла?

9. Что представляет собой сепарационные устройства котлов?

10. Что представляет собой ступенчатое испарение?