ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Водородное охрупчивание металла экранных труб из "Предупреждение коррозии барабанных котлов высокого давления " Характеристика хрупких бездеформационных (второго типа) повреждений экранных труб. Примеры хрупких разрушений экранных труб барабанных котлов давлением 15,5 МПа представлены на рис. 2.7—2.13. Обычно такие разрушения происходят только на огневой стороне трубы по ее образующей, наиболее выступающей в сторону факела. Они имеют вид крупных продольных разрывов различной длины (иногда до 1 м) и раскрытия — от тонких сквозных трещин (рис. 2.7) до разворота в плоскость (рис. 2.10). В ряде случаев повреждения протекают с вырывом отдельных кусков стенки или даже участков трубы (рис. 2.10—2.12). Ось симметрии вырванного фрагмента трубы (40X300 мм) практически совпа дает с образующей, наиболее выступающей в топку (рис. 2.12). [c.47] У большинства труб, подвергшихся хрупким разрушениям, увеличение наружного диаметра в зоне повреждения либо отсутствует, либо совсем незначительно (0,5— 1 /о). Увеличение диаметра труб рядом с зоной повреждения отсутствует во всех случаях. Кромки труб по месту разрушения — рваные, тупые, слоистые с незначительным износом (4,9—5,9 мм при исходной толщине 6 мм). На кромках разрыва прослеживаются две различные по рельефу зоны с внутрепней стороны (примерно до 1/2 — 2/3 толщины) поверхность излома более темная и шероховатая, у наружной стороны — светлая. В качестве примера на рис. 2.13 показан внешний вид повреждения (размером 75X580 мм) трубы 41 заднего экрана котла ТГМ-96 после 15 тыс. ч эксплуатации, а на рис. 2.14 — вид излома и кромки этого разрыва, типичные для хрупких разрушений экранных труб барабанных котлов давлением 15,5 МПа. [c.47] При использовании в качестве топлива природного газа отмечены лишь единичные случаи хрупких (второго типа) разрушений экранных труб. Чаще всего такие повреждения происходят на теплонапряженных котлах, в топках которых сжигается только мазут или твердое топливо в смеси с мазутом. Имеются сообщения об аналогичных повреждениях и при использовании только твердого топлива [4]. [c.51] Характер протекания начальной стадии коррозии первого типа самый различный. На внутренней поверхности трубы с огневой стороны наблюдаются точечные и с ровным дно.м язвины диаметром 0,1—2,0, глубиной до 0,3 мм вдали от места повреждения и до 1,5 мм вблизи от него, дорожки коррозии глубиной до 0,6 мм, коррозионные раковины диаметром до 50 мм и глубиной до 2 мм, пятна поверхностной коррозии размерами 20x40 мм, а в некоторых случаях до 46X86 мм. На рис. 2.15 в качестве примера показано коррозионное поражение внутренней поверхности трубы 41 правого бокового экрана котла ТГМ-96 после 19 464 ч работы. Максимальная глубина язв составляет 0,6 мм. Труба подверглась хрупкому разрушению, при этом толщина кромки по краям разрыва составила 5,2 мм (исходная толщина 6 мм). [c.52] Следует подчеркнуть, что в большинстве случаев коррозионное поражение металла внугренней поверхности экранных труб в зоне хрупкого разрыва совсем незначительно, но, как правило, наблюдается неудовлетворительное состояние окисных пленок, покрывающих указанную поверхность, либо их разрушение. [c.52] С али водородом его концентрация а кристаллической решетке непреры.вно уменьшается за счет десорбции в окружающую среду (частично и за счет перехода в поры). Речь идет о водороде в виде атомов или протонов, но не о молекулярном водороде, продолжающем оставаться во внутренних коллекторах металла под высоким дав-ле1И1ем практически независимо от времени и ответственном за необратимую хрупкость. [c.67] Согласно [67] наибольшую опасность в отношении развития водородного охрупчивания представляет наличие на парогенерирующей поверхности пористых осадков, способных концентрировать примеси котловой воды, подавлять обратную диффузию и накапливать водород. [c.70] По данным [15] важное значение для протекания водородной коррозии имеет характер повреждения защит-1 юго слоя магнетита. [c.70] Реакция (2.14) приводит к ослаблению связен между поверхностью металла и слоем магнетита, последний с учетом присущих ему внутренних напряжений растрескивается н отслаивается от стенки, возникает возможность непосредственного контакта металла с раствором. В результате образование водорода происходит непосредственно на поверхности стали, причем отвод водорода в котловую воду затруднен. Поэтому диффузия водорода в металл усиливается, вызывая в конечном счете охрупчивание стали. Предполагается, что именно локальное подкисление воды в пристенном слое, а также термические ф кторы интенсифицируют переход от пластического разрушения к хрупкому. [c.71] По данным [68] в условиях отсутствия диффузионного барьера со стороны металла, кроме стенки трубы, в воде высоких параметров (350 °С, рН Ц) до 90% образующегося при коррозии водорода диффундирует через металл. [c.71] Для протекания водородной коррозии металла экранных труб достаточным является давление водорода в 1— 2 МПа [14]. За счет диссоциации пара образуется не- значительное количество водорода, так что его парциальное давление не превышает 0,03 МПа. При коррозии углеродистой стали в кипящей воде образуются в тысячи раз большие количества водорода, а его парциальное давление под плотными отложениями на внутренней поверхности экранных труб приближается к рабочему котловому давлению. [c.71] Вернуться к основной статье