ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Коррозионная агрессивность конденсата из "Кислородная коррозия оборудования химических производств " Области применения конденсата в химической промышленности практически те же, что и воды высокой чистоты. Конденсат обычно применяют тогда, когда к чистоте воды предъявляются менее строгие требования. [c.85] На химических заводах существует разветвленная система сбора конденсата оборудование для сбора конденсата нуждается в защите от коррозии. [c.85] В промышленном конденсате содержится угольная кислота и при открытых способах его сбора — кислород воздуха. Могут быть также хлориды, сульфаты, нитриты и другие соли. Наличие угольной кислоты обусловлено термическим разложением гидрокарбоната натрия, основного компонента питательной воды, так как ее подготовка включает Na- или H-Na-катиони-рование. [c.85] Температура конденсата может колебаться в значительных интервалах, достигая в открытых системах 100 °С и закрытых — 200 °С и более. В результате коррозии теплоиопользующей аппаратуры и трубопроводов производственный конденсат загрязняется гидроксидом железа(III), концентрация которого достигает 0,1—1,0 мг/л. Несмотря на существенное увеличение концентрации ионов водорода при нагревании конденсата (pH 7,0), он по коррозионной агрессивности не может быть приравнен к раствору кислоты, имеющему такое же значение pH конденсат менее агрессивен. Такое различие объясняется тем, что при нагревании в конденсате появляется дополнительное количество не только ионов Н+, но и ионов ОН , которые способствуют пассивации металла. Таким образом, повышение температуры, с одной стороны, способствует развитию процесса коррозии в результате сдвига потенциала водородного электрода в положительную область (примерно на 70 мВ), а с другой стороны, затрудняет протекание процесса из-за усиления пассивируемости металла ионами ОН . Подобное свойство воды проявляется лишь в отсутствие примесей. [c.85] Содержание в конденсате угольной кислоты также описывается уравнением закона Генри. Константа Г для угольной кислоты при температурах 10, 40, 60 и 100 °С соответственно составляет 53,76-10 23,99-10 16,33-10 и 9,68-10 . Растворимость угольной кислоты при указанных температурах соответственно равна 2,36 1,06 0,72 и 0,43 г/л. [c.86] При термическом разложении в парогенерирующих устройствах гидрокарбоната натрия с щелочностью воды 1 мэкв/л выделяется 22 мг/л СОг. [c.86] На практике при эксплуатации конденсатных систем для снижения коррозионной агрессивности необходимо нейтрализовать угольную кислоту в конденсате аммиаком при совместном присутствии этих соединений в водном растворе устанавливается равновесие между ионами НН4+, Н+, ОН , НСОз ,. а также недиссоциированными молекулами ННз-НгО и Н2СО3. Получены номограммы для расчетов концентрации этих компонентов данной равновесной системы [46]. [c.86] Гидрат аммиака подвергается сравнительно малой диссоциации, в водной среде. Причем с ростом температуры щелочные свойства водного аммиака снижаются, так как заметно уменьшается константа диссоциации его молекул. Поэтому следует иметь в виду, что аммиак является малоэффективным средством нейтрализации угольной кислоты при повышенных температурах, а также вследствие ассоциации ионов ЫН4+ и ОН . [c.86] В эксплуатационных условиях кислородная коррозия стали, контактирующей с конденсатом, может усиливаться действием ряда факторов. Главными из них являются наличие угольной кислоты, хлоридов, сульфатов, гидроксида и оксида железа, нагревание и действие тепловых нагрузок. В присутствии угольной кислоты наряду с протеканием коррозии с кислородной деполяризацией развивается коррозия с водородной деполяризацией. Выделяющийся при этом атомный водород частично восстанавливает оксидную защитную пленку. Образование молекулярного водорода приводит и к ее отслаиванию. В результате скорость кислородной коррозии стали в конденсате в присутствии угольной кислоты (так же, как и в химически обработанных водах) практически не изменяется по времени. Среда обогащается оксидами железа, ухудшающими качество конденсата. [c.87] Наблюдаемое на практике загрязнение конденсатов анионами различного состава оказывает существенное влияние на его коррозионно-агрессивные свойства. Нитриты, хроматы и другие кислители, как правило, снижают общую коррозию, но могут вызывать ее локализацию при недостаточной концентрации для полной пассивации металла. [c.87] Пассивирующее действие кислорода и других окислителей существенно зависит от активирующих свойств анионов СН, SO2 и др. Если концентрация этих анионов больше, чем концентрация пассиваторов, например кислорода, пассивация металла затрудняется. По данным работы [47], подобное явление связано с конкурирующей адсорбцией. Установлено, что ионы С и S04 , а также другие компоненты принимают непосредственное участие в первоначальной стадии анодного процесса перехода металла в раствор. При этом они образуют комплексы металла с анионами. [c.87] Содержание продуктов коррозии в конденсате, как правило, сильно превышает количество их в природной и химически обработанной воде, оно достигает 1,0 мг/л и более. Оксиды железа являются типичными переносчиками кислорода, поэтому они могут стимулировать протекание коррозии. Следует отметить, что в охладительных системах оксиды железа распределяются весьма неравномерно по поверхности оборудования, причем неравномерность увеличивается с ростом концентрации оксидов и тепловой нагрузки стенок аппарата, на котором конденсируется или генерируется пар. [c.87] Важно отметить, что образующийся на промежуточной стадии продукт Ре(ОН)2 может легко окисляться кислородом воздуха, особенно при свободном доступе (при простаивании аппарата), с образованием гидроксида железа (III). [c.88] Подобная фиксация кислорода возобновляет процесс коррозии участие в процессе твердого деполяризатора катодных участков объясняет часто встречающиеся на практике разнообразные формы коррозионных разрущений стали, например точечной , или булавочной , коррозии, которая за короткое время (за 1—2 года) проникает через всю толщу металла труб толщиной 3 мм. Кислородная коррозия без участия оксидов железа (III) в качестве переносчиков кислорода не может протекать с такой скоростью и в виде точечной фор.мы, которая типична для совместного действия на металл указанных стимуляторов коррозии. [c.88] Появление в конденсате оксидов и гидроксидов железа(III) в значительной мере связано с наличием в нем СОг- При концентрации в конденсате угольной кислоты, равной 60 мг/л, снижение содержания кислорода с 8,0 до 2,4 мг/л приводит к уменьщению скорости кислородной коррозии с 0,1 до 0,04 г/(м -ч) и возрастанию скорости коррозии с выделением водорода с 0,002 до 0,072 тЦш -ч) [43]. [c.88] Повышение температуры по-разному влияет на развитие коррозии стали в конденсате с обоими видами деполяризации. В открытой системе при 60 °С наблюдается максимум коррозии с кислородной деполяризацией, коррозия же с выделением водорода при нагревании усиливается, при нагревании воды в закрытой системе наблюдается непрерывное возрастание скорости коррозии обоих видов. [c.89] Возрастание тепловой нагрузки охлаждаемых поверхностей аппаратов может ускорять развитие кислородной коррозии в том случае, если при подводе тепла не происходит парообразования. Влияние тепловой нагрузки на стимулирование процесса коррозии мало изучено. По данным ряда исследователей, при теплопередаче через стенку металла в водную среду на его поверхности возникают участки с различным значением потенциалов, которые обусловливают развитие коррозии. [c.89] Протекание подшламовой и других видов коррозии с ростом тепловой нагрузки во всех случаях усиливается. [c.89] Вернуться к основной статье