ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Основные виды коррозии из "Коррозия и защита металла теплоэнергетического оборудования " Общая характеристика. В настоящее время прямоточные котлы (рис. 4.1) строятся на закритические параметры пара. Они входят в состав энергетических блоков, которые являются базой развития современной теплоэнергетики. В котлах докритического давления вода,нагреваясь, превращается в пар той же температуры, но с гораздо меньшими плотностью и теплоемкостью, более высокой энтальпией и значительным изменением других характеристик. С повышением давления различие между свойствами кипящей воды и насыщенного пара уменьшается. Разность их плотностей исчезает при критическом давлении 22,5 МПа и температуре 374,15 °С. Вода превращается в пар без изменения энтальпии, плотности и других характерисчик своего состояния. [c.107] В таких условиях иногда нельзя определить, что движется в отдельных трубах котла вода, пар или вода в переходном состоянии. Поэтому в котлах сверхкритического давления как воду, так и пар называют рабочей средой. Одной из основных характеристик рабочей среды является ее массовая скорость [кг/(м2-с)], равная произведению ее плотности на скорость движения. Передача тепла от стенки трубы к рабочей среде, находящейся в переходном состоянии, зависит от скорости среды и значительно уменьшается при замедленном ее движении. [c.108] Экранные трубы и пароперегреватели изготовляются преимущественно из стали перлитного класса марки 12Х1МФ, легированной хромом, молибденом и ванадием. [c.108] При изготовлении элементов котла, работающих прп повышенных температурах (примерно 500 °С), применяется и перлитная сталь 12Х2МФСР, а также аустенитная сталь Х18Н12Т. Добавочная вода этих котлов готовится по трехступенчатой схеме полного обессоливания. Весь конденсат котлов подвергается очистке для удаления продуктов коррозии и ионных примесей по схеме механический или магнитный фильтр — фильтр смешанного действия (ФСД). Полученная таким путем питательная вода сверхвысокой чистоты исключает возможность образования кальциевой и магниевой накипи. [c.109] В отдельных зонах этих котлов на внутренней поверхности труб могут возникать опасные железоокисные отложения вследствие окисления металла водной средой. Первый весьма тонкий слой Рез04, граничащий с металлом, образуется при сохранении кристаллографической ориентации зерен стали при диффузии в нее кислорода. Второй—более толстый образуется со стороны водной среды вследствие окисления окислов железа, диффундирующих из металла к среде. Закономерности этих процессов рассмотрены в 4.2. [c.109] При существующих методах подготовки воды, основанных на применении ее полного химического обессоливания, а также 100%-ной очистке конденсата средствами водно-химического режима, в перспективе можно регулировать процесс выпадения на поверхностях нагрева твердой фазы, добиваясь создания на металле котлов со стороны воды тонких теплопроводных окисных пленок, обладающих должными защитными свойствами. При решении этой задачи представляется возможность отказаться от эксплуатационных химических промывок котлов и специальных мер по консервации, осуществление которой всегда встречает трудности, особенно во время ремонта котлов. [c.109] На этой диаграмме к1 и 2 являются начальными значениями потенциала кислородного электрода для температур 292 и 350 °С соответственно. Здесь коррозионный ток 2 (при 350°С) больше тока 1х (при 292°С). На основании данных рис. 4.2 можно утверждать, что в результате более интенсивной работы катода в гальваническом элементе может обеспечиваться большая интенсивность коррозионного растрескивания при температуре 350 °С, чем при 292 °С. [c.110] Наряду с кислородом большое влияние на коррозию оказывает состав рабочей среды, циркулирующей в экранных трубах. Наличие в воде небольшого количества щелочи (меньше 10U мкм/кг) способствует локализации коррозии. Во время простоев особенно сильно поражаются те участки внутренней поверхности котла, которые покрыты водорастворимыми солевыми отложениями. Металл, про-корродированный во время простоев, при работе котла разрушается быстрее, чем металл с неповрежденной по-BejpxHO Tbro. [c.111] Пароводяная коррозия. Пароводяная коррозия поверхностей нагрева котлов может иметь как равномерный, так и локальный характер. Равномерная коррозия, как правило, связана с образованием сплошной окалины в местах перегрева металла. Она чаще всего протекает на участках, где наблюдается превышение допустимой температуры, на которую рассчитана сталь. Коррозия развивается в том случае, если температура стенки труб со стороны пара превосходит следующие ее значения для углеродистых нелегированных сталей — 400, для низколегированных сталей типа 15М—530 и типа 12Х1МФ—565, для аустенитной стали типа 18/8—650°С. [c.111] Язвенный вид пароводяной коррозии (рис. 4.4) характеризуется выеданием металла на сравнительно небольшой площади огневой части труб, где наблюдаются большие теплосмены. Частые колебания температуры металла в пределах 70 °С и выше в местах попеременного контакта металла с паром и водой способствуют разрушению защитных пленок. При контакте пара с оголенным металлом создаются условия беспрепятственного протекания реакций между железом и водой. Образующиеся язвины часто бывают закрыты слоем Рез04. [c.112] Решающая роль скорости диффузии железа сохраняется лишь до тех пор, пока защитная пленка остается сплошной. [c.113] Для предотвращения коррозии металла котла необходимо избегать всяких повреждений защитной пленки и одновременно создавать условия для быстрого ее восстановления. Причины повреждения защитной пленки могут быть механического, термического и химического характера. Механические повреждения вызываются, например,, длительными колебаниями давления, обусловливающими переменный изгиб нагреваемых труб в месте их крепления. Резкие колебания температуры стенки трубы вследствие попеременного воздействия на металл пара и воды могут создавать напряжения между основным металлом и защитной пленкой, в результате которых при достаточной разности температур происходят разрушение и отслаивание пленки из-за различных значений теплопроводности и коэффициентов расширения металла и окислов. [c.113] Коррозионное растрескивание металла. Коррозионное растрескивание проявляется при одновременном воздействии на металл коррозионной среды и механических повреждений, превосходящих предел текучести. Ему подвержены элементы котлов, изготовленные из аустенитной стали. К ним относятся прежде всего пароперегреватели прямоточных котлов. Образующиеся в металле трещины и ответвления от них носят транскристаллитный характер, т. е. проходят по телу зерна. [c.113] Находит признание также структурная гипотеза коррозии, учитывающая состав и фазовые изменения в металле, возникающие при растяжении. Однако практика показывает, что в зависимости от условий превалирующее влияние на коррозионное разрушение может оказывать попеременно как состояние защитных пленок на металле, так и структурные изменения в металле. Таким образом, пленочную и структурную теории коррозионного растрескивания нельзя противопоставлять скорее они дополняют друг друга, поскольку отражают две разные стороны одного и того же процесса. [c.114] Коррозионное растрескивание обычно происходит с ускорением по времени. Оно завершается полной потерей прочности металла. Развитию этого процесса способствует действие концентраторов напряжений. [c.114] Водородное охрупчивание металла. При пароводяной и щелочной коррозии перлитная сталь подвергается чаво-дороживанию (см. гл. 1), которое способствует охрупчиванию металла в местах его повреждения. Слой наводо-роженного металла становится пористым и более легко растворяется в соляной кислоте. [c.114] Наводороживание возникает при пониженных скоростях пара (менее 5 м/с), больших локальных нагрузках [свыше 2,1 МДж/(м2-ч)] и температурах металла (свыше 585 °С). Ему способствуют частые теплосмены. Наводороживание заканчивается наиболее неблагоприятной формой разрушения металла — образованием трещин. [c.114] Вернуться к основной статье