ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Основные типы и особенности коррозионных повреждений котельных элементов из "Предупреждение коррозии барабанных котлов высокого давления " Типы внутрикотловой коррозии классифицируют по ряду признаков. Прежде всего обычно различают коррозию металла котлов в процессе их работы — коррозию под наёрузкой и стояночную коррозию. По характеру происходящих процессов котельный металл может подвергаться электрохимической или химической коррозии, а также их совместному воздействию. Электрохимическая коррозия протекает в воде и водных растворах солей, кислот, щелочей, химическая коррозия—при контакте металла с перегретым паром и сухими газами. [c.25] Таким образом, протекание электрохимической коррозии обусловлено образованием на поверхности металла, контактирующего с электролитом, большого числа микроэлементов из анодных и катодных участков. Их образование является следствием неоднородности металлической фазы, неоднородности жидкой фазы и различий в физических условиях для различных участков металла, например температуры. К причинам, вызывающим неоднородность металлической фазы, относятся неоднородность самого металла, характеристик покрывающих его окисных иленок, внутренних напряжений в металле. Роль катодных участков выполняют различные токопроводящие включения и загрязнения в структуре металла (а также окалина и ржавчина на его поверхности), а анодных — зерна феррита. [c.26] В зависимости от характера поражения металла рлз- чнчают общую (равномерную, поверхностную) и местную локальную коррозии. К последней относят коррозию пятнами, язвенную, точечную, межкристаллитную, коррозионное растрескивание, коррозионную усталость металла [1]. [c.26] Коррозии под нагрузкой наиболее подвержены обогреваемые котельные элементы, контактирующие с двухфазной средой, т. е. экранные и кипятильные трубы. Внутренняя поверхность экономайзеров и пароперегревателей при работе котлов поражается коррозией существенно меньше. Коррозия под нагрузкой, как правило, протекает и в обескислороженной среде. [c.26] Стояночная коррозия наиболее активно проявляется в недренируемых котельных элементах, например в нижних калачах вертикальных змеевиков пароперегревателем, провисших трубах горизонтальных змеевиков пароперегревателей и экономайзеров, неонорожияемых гнутых участках необогреваемых труб и т. п. [c.26] В отечественной энергетике наиболее распространенными типами коррозии под нагрузкой металла барабанных котлов являются подшламовая коррозия, пароводяная коррозия, коррозионное растрескивание и коррозионная усталость. [c.27] Подшламовой коррозией поражаются участки экранных и кипятильных труб под слоем наносных, в основном же-лезоокисных осадков, а также под железофосфатныдги н другими рыхлыми отложениями (см. 2.2). [c.27] Уравнение (2.5) описывает процесс коррозии, но рассматривается одновременно и как реакция защиты стали от дальнейшего разрушения с помощью самого продукта коррозии—магнетитной пленки, если таковая обладает достаточно высокими защитными свойствами и не повреждается в процессе эксплуатации (см. гл. 1). [c.27] От обычной коррозионной усталости, возникающей при высокочастотном нагруячении металла (более 50—100 циклов в минуту, а всего до разрушения — более Ю циклов), отличают так называемую малоцикловую коррозионную усталость, обусловленную низкой частотой (до 50 циклов в минуту) и высокой интенсивностью циклических напряжений, близких к пределу текучести или превышающих его. При этом полное разрушение наступает, как правило, при числе циклов менее 5-10-. Малоцикловые нагрузки возникают, например, при пусках, остановах, гидроиспытаниях котлов, аварийных выходах их из работы при разуплотнении пароводяного тракта, но могут возникать также при работе под нагрузкой. Циклическое нагружение котельных элементов при рабочих параметрах в большинстве случаев вызывается изменениями их температуры, а коррозионное поражение металла в этих условиях связано с процессом коррозионно-термической усталости. Следует учитывать также, что циклические нагрузки накладываются на действующие растягивающие напряжения от рабочего давления среды и что многие котельные элементы подвержены комбинированному (механическому и термическому) циклическому нагружению. [c.28] В зарубежной энергетике имеются различные представления о типах внутрикотловой коррозии, их классификация нередко довольно громоздка. Здесь ограничимся лишь кратким ее рассмотрением в плане сравнения с отечественной классификацией. [c.29] Коррозию, вызываемую совместным действием рабочей среды н механических напряжений, Шох с сотрудниками относили к двум видам, связывая их соответственно с пусками п остановами котлов [51] усталостное коррозионное растрескивание (S hwingungsriBkoorrosion) из-за совместного влияния растягивающих напряжений при пуске котла и коррозионно-агрессивной среды в виде обескислороженной котловой воды коррозия, индуцированная напряжением , — результат совместного воздействия напряжений, возникающих при останове котла, н котловой воды, обогащенной кислородом. [c.30] Обязательной предпосылкой протекания обоих этих видов коррозии является наличие достаточно высокого уровня механических напряжении, способных вызывать локальные повреждеш1я защитной пленки магнетита на поверхности металла. [c.30] К коррозионному растрескиванию под напряжением за рубежом относят также [12, 26, 49] межзеренное растрескивание ( каустическое растрескивание , межкристаллнтная коррозия, каустическая хрупкость ), встречающееся редко и присущее котлам старых конструкций прн наличии клепаных и вальцованных соединений внутризеренное растрескивание — довольно широко ранространенная форма котельной коррозии под воздействием рабочей среды и чрезмерных механических напряжений (вызывает поперечное разрушение труб). [c.30] Необходимо обратить внимание па следующие в , жные обстоятельства. Как уже отмечалось в гл. 1, с развитием энергетики существенно изменялись виды и особенности коррозионных повреждений, причем наибольшее влияние на эти изменения оказали рост параметров, интенсификация теплопередачи, новые методы водоподготовки, качество металла. Так, рост температуры рабочей среды привел к интенсификации коррозионных процессов, поскольку в соответствии с известным положением Вант-Гоффа при повышении температуры на каждые 10°С скорость химической реакции увеличивается примерно в 2—4 раза. Кроме того, с ростом температуры возрастает степень диссоциации воды и облегчаются коррозионные процессы в связи с образованием повышенных концентраций ионов водорода [1]. Увеличение температуры среды приводит также к снижению растворимости ряда веществ, присутствующих в котловой воде (например, карбонатов и сульфатов кальция и фосфатов натрия и др.), способных ускорять процессы коррозии. Приведем характерный пример, отражающий роль температуры среды в изменении характера внутрн-котловой коррозии водородное охрупчивание металла экранных труб, не отмечавшееся на котлах среднего давления, проявилось на котлах высокого и особенно сверхвысокого давления, поскольку для протекания процесса водородной коррозии углеродистой стали в котловой воде требуется, в частности, температурный уровень более 300 °С. [c.31] Усовершенствование конструкций котлов и рост параметров, в частности, потребовали использования высокопрочных сталей и замены клепаных и вальцованных соединений сварными. Первое сказалось отрицательно в отношении коррозионного растрескивания и коррозионной усталости некоторых котельных элементов (например, барабанов, камер, труб пароперегревателей, особенно пх гнбов малого радиуса). Второе привело к прекращению проявления в современных котлах каустической хрупкости . [c.32] Далее следует учитывать, что нередко первичная коррозия одного типа может быть причиной последующей коррозии другого типа, что различные виды коррозии могут протекать совместно, с взаимным усилением и суммацией вызываемого ими разрушения. Так, преимущественно в местах точечной стояночной коррозии способны далее ускоренно развиваться различные виды местной коррозии под нагрузкой. В результате поверхностной электрохимической коррозии, протекающей со сравнительно низкой скоростью, могут возникать условия для последующего быстрого разрушения в результате водородного охрупчивания и межкристаллптного растрескивания металла. Возможно совместное развитие подшламовой и пароводяной коррозии, коррозионной усталости и коррозионного растрескивания. [c.32] Следует также обратить внимание на существование в ряде случаев определенной связи между внутренней и наружной коррозией металла труб паровых котлов. За счет роста температуры наружной поверхности трубы, вызванного наличием накипи, интенсифицируется высокотемпературная газовая коррозия металла. Продукты наружной коррозии (окалина, сульфид железа и др.) малопроницаемы для водорода, образующегося в результате внутренней коррозии. Вследствие этого создаются условия для концентрирования водорода в металле стенки трубы, что ускоряет процесс внутренней коррозии и разрушение стенки. [c.32] Вернуться к основной статье