Щелочное растрескивание

Введение реагентов с целью предотвращения какого-либо определенного явления иногда может вызвать ряд других нежелательных процессов. Например, если не применять специальных мер предосторожности, то добавление в котельную установку щелочи для снижения общей коррозии приводит в отдельных случаях к развитию особого вида коррозии, именуемого щелочным растрескиванием. Введение реагентов может также повысить вероятность ценообразования (хотя бы в результате простого повышения величины сухого остатка в воде), что способствует уносу капель котловой воды вместе с паром. Это явление может иметь серьезные последствия, так как оно способно вызвать образование отложений в пароперегревателях и на лопастях турбины. Еще одна проблема состоит в том, что в паровом котле происходит выделение углекислого газа (возможно в результате разложения вводимых реагентов), способствующее подкислению конденсата. Очевидно, что одна из основных задач обработки воды для котельных установок состоит в получении пара требуе- [c.5]

Заслуживающими рассмотрения с точки зрения обработки воды являются такие виды коррозии, как общая и точечная коррозия, а также щелочное растрескивание. [c.18]

Щелочное растрескивание. Таким растрескиванием называют форму коррозии, которая возникает в случае, когда малоуглеродистая сталь находится в контакте с сильными растворами каустической соды (или едкого кали) при возникновении растягивающих напряжений, превыщающих предел текучести. Этой коррозии подвержены все виды простых углеродистых сталей, содержащих до 5% углерода, а также легированные и нержавеющие стали исключение, по-видимому, составляют только стали, содержащие 12—14% хрома. Такой вид коррозии не возникает в чугуне, а также в некоторых других материалах (за исключением никеля). Минимальная концентрация каустической соды, способная вызвать растрескивание, по-видимому, лежит в пределах от 5 до 10%. [c.23]

Щелочное растрескивание отличается от усталостных трещин и коррозионной усталости тем, что при этом процессе трещины в основном образуются но границам зерен металла, тогда как усталостные трещины проходят через собственно зерна. Кроме того, щелочное растрескивание может произойти без многократно повторяющегося изменения знака напряжений в металле, необходимого для образования усталостных трещин. [c.23]

Таким образом, щелочное растрескивание если не является прямым следствием действия находящихся в исходной воде примесей, то связано с ними косвенным образом, так как возникает в результате воздействия реагентов, добавляемых в воду с целью устранения вредного влияния этих примесей. [c.23]

Концентрация каустической соды, вызывающая щелочное растрескивание, намного превышает ту, которая обычно встречается в котловой воде. Полагают, что высокие концентрации неизбежно возникают в результате небольшой утечки котловой воды в атмосферу через неплотности швов или стыков. Вода ис- [c.23]

По некоторым данным щелочное растрескивание можно предотвратить путем поддержания концентрации сульфата натрия в котловой воде в 2,5 раза более высокой, чем концентрация каустической соды. Фосфатная обработка, т. е. добавление количества кислого фосфата, необходимого для обеспечения полной нейтрализации щелочности, является, по-видимому, наиболее надежным методом предотвращения щелочного растрескивания. Однако этот метод обходится очень дорого, кроме тех случаев, когда питательная вода обладает высокой степенью чистоты. Считают эффективным добавление нитрата натрия в количестве, достаточном для сохранения отношения его концентрации к общей щелочности (в пересчете на каустическую соду), более 0,4. [c.24]

В случае применения солей бария в качестве умягчающего реагента содержание сухого остатка в воде значительно снижается, но при этом необходимо учитывать, что сульфат натрия, который должен присутствовать в котловой воде для предотвращения щелочного растрескивания металла, превращается в карбонат натрия. Кроме того, солн бария ядовиты и дороги. [c.49]

Исходная вода, умягченная Ма-катионированием, может содержать большее количество бикарбоната натрия, чем это допустимо для питательной воды паровых котлов. В паровом котле этот бикарбонат гидролизуется с образованием каустической соды, что приводит к повышению расхода реагентов, необходимых для предотвращения щелочного растрескивания. Величина сухого остатка в обработанной питательной воде будет высокой, а следовательно, возрастет и необходимость в продувках системы. При большом содержании бикарбоната натрия в питательной воде выделяется углекислый газ (при гидролизе), который растворяется в конденсате. Последний становится сильно коррозионноактивным. Поэтому разработан ряд ионообменных процессов (применяемых самостоятельно или в сочетании с другими обменными процессами), при которых производится удаление бикарбоната натрия или регулируется его содержание. Таким образом удается получить достаточно дешевую, но отличающуюся по отдельным своим показателям воду, пригодную по своему качеству для питания паровых котлов низкого и среднего давления. [c.121]

Контроль щелочности. Если умягченная вода предназначена для питания паровых котлов, то ее щелочность должна быть откорректирована так, чтобы исключались образование накипи и коррозия в паровом котле. При умягчении воды осаждением регулирование щелочности обеспечивается в процессе обработки, Воды, умягченные при помощи Ыа-катионирования, могут иметь высокую щелочность в этом случае требуется большое количество химических добавок для предотвращения щелочного растрескивания металла. [c.172]

Основные принципы процесса коррозии были изложены в главе 1, где указывалось, что этот процесс может быть двух типов — с водородной деполяризацией и с кислородной деполяризацией. В противоположность общей коррозии подчеркивалось значение более опасной формы коррозии — точечной, а также кратко рассматривался такой вид разрушения, как щелочное растрескивание. В данной главе все эти виды коррозии наряду с мерами по их предотвращению рассматриваются применительно к работе котельных установок. С точки зрения борьбы с коррозией имеются существенные различия в методах, применяемых для котлов низкого давления (в данном случае подразумеваются котлы, работающие под давлением до 14 ати) и котлов высокого давления. Вначале рассматривается коррозия оборудования, расположенного перед паровым котлом, затем коррозия самого парового котла и после этого коррозия под действием конденсата и в сети парового обогрева. [c.198]

Опыт показывает, что в паровых котлах низкого давления, работающих без применения дегазации, коррозия значительно уменьшается, если суммарное содержание в котловой воде карбоната натрия и каустической соды составляет 10—15% величины сухого остатка. Добавление большего количества щелочей нежелательно, так как это связано с излишними расходами и, кроме того, повышает величину сухого остатка, а следовательно, приводит к необходимости более частых продувок. По некоторым данным щелочность ниже указанной дает положительные результаты при условии, что постоянно производится дегазация питательной воды. Для получения требуемой щелочности можно добавлять каустическую соду или карбонат натрия, за исключением тех случаев, когда эти вещества уже содержатся в воде, например в результате умягчения ее известково-содовым методом или применения процессов катионитового умягчения. Может потребоваться также введение в котловую воду сернокислого натрия во избежание опасности щелочного растрескивания металла. [c.205]

Сульфит натрия используется обычно для извлечения кислорода из воды, уже подвергнутой физической дегазации. Предварительная дегазация необходима для того, чтобы уменьшить расходы на реагенты, а также избежать излишнего повышения содержания сухого остатка котловой воды. Однако перед выбором определенного метода следует провести экономическое сравнение двух вариантов физической дегазации с последующим обескислороживанием с помощью сульфита натрия и обработки только одним сульфитом натрия. Но при таком сравнении следует иметь в виду, что для предотвращения щелочного растрескивания может потребоваться сульфат натрия, и тогда реакция, идущая с образованием этой соли, будет технологически оправданной. [c.208]

Циркуляция котловой воды особенно выгодна в тех случаях, когда питательная вода состоит из одного конденсата или содержит лишь небольшое количество умягчающих добавок, что характерно для многих энергетических установок. В таких условиях нормальный процесс обработки заключается в том, что в воду непрерывно добавляют каустическую соду, фосфат натрия (для предотвращения накипи), сульфит натрия (для предотвращения коррозии), а иногда и сульфат натрия (во избежание щелочного растрескивания), но все эти вещества вводятся в очень малых количествах. Поэтому трудно обеспечить их точную дозировку, а также создать высокую концентрацию в тех местах, где требуется ускорить реакцию. Непрерывная дозировка реагентов высокой концентрации экономически невыгодна и ведет к соответ- [c.212]

Нитрат натрия 3 В питательную воду Наиболее рекомендуемый способ предотвращения щелочного растрескивания [c.227]

Сернокислый магний Непрерыв- ная в питательную воду Для предотвращения щелочного растрескивания и образования накипи [c.228]

Содержание сульфатов или нитратов В каждом паровом котле 3 раза в неделю. В установках с большим числом котлов ежедневно в одном или нескольких котлах поочередно Необходим только в случае применения сульфатов или нитратов для предотвращения щелочного растрескивания [c.233]

Реагенты для предотвращения щелочного растрескивания Сульфат натрия....... не менее чем в 2,5 раза выше карбонатной щелочности (в пересчете на едкий натр) [c.241]

Реагенты для предотвращения щелочного растрескивания [c.242]

Наиболее часто встречаются такие виды коррозии, как высокотемпературная и низкотемпературная сульфидная, щелевая, в виде щелочного растрескивания, кислотная под воздействием различных органических и минеральных кислот, высокотемпературная газовая коррозия, водородная, кислородная, почвенная, электрохимическая и т. д. [c.37]

Образующиеся при этом трещины непрерывны, имеют преимущественно межкристал-литный характер и возникают у поверхности металла (фиг. 6). Для установления природы данных трещин достаточно металлографического исследования наличие вблизи от трещин значительных количеств твердых веществ, содержавшихся в котловой воде, служит подтверждением происхождения данных трещин. Наличие переменных напряжений, помимо статических напряжений, необходимых для развития щелочного растрескивания, затрудняет выявление причин повреждений металла. Часто трещины возникают в результате коррозионной усталости металла, а дальше развиваются как щелочные трещины наблюдается также и обратное явление. [c.66]

Щелочное, или каустическое, растрескивание - разновидность коррозионного растрескивания под напряжением в концентрированных растворах щелочей при повышенных (45.,.150 С) температурах. Растрескиванию в ш елочных растворах подвержены углеродистые, низколегированные, высоколегированные хромистые и хромоникелевые нержавеющие стали. Склонность к щелочному растрескиванию существенным образом зависит от химического состава, структуры, [c.340]

На рис. 5.94 представлена область растрескивания углеродистых и низколегированных сталей в координатах температура эксплуатации и концентрации щелочи [216]. Растрескивание в определенных условиях среды наблюдается до 150 С. Для выявленных случаев растрескивания характерно отсутствие заметного изменения механических свойств в зоне разрушения. В ряде случаев условия для щелочного растрескивания возникали в результате несоблюдения технологического режима, наличия застойных зон, где скапливалась выделяющаяся из нефтепродуктов водная фаза слабощелочного состава. При повышенных температурах вследствие упаривания воды возникает возможность образования щелочного раствора с концентрацией, при которой развивается щелочное растрескивание (по другому - щелочная хрупкость). [c.342]

В литературе [217] имеются противоречивые сведения о природе щелочного растрескивания. Водородный механизм растрескивания связывают с выделением водорода в концентрированных щелочных растворах при повышенных температурах. Действие анодного механизма растрескивания обусловлено разным воздействием щелочи на тело и границы зерен. Результат - избирательное разрушение границ зерен, приводящее к межкристаллитному характеру распространения трещин по стали. [c.342]

С целью изучения причины щелочного растрескивания проведено исследование фрагментов конструкций двух декомпозеров ОАО Богословский алюминиевый завод . Декомпозер представляет металлическую сварную емкость, состоящую из цилиндрической и конической частей. Высота декомпозера 34,7 м, внутренний диаметр 9 м. Толщина стенки в зависимости от сечения составляет 8-18 мм. [c.342]

Стали с мелкозернистой структурой менее подвержены щелочному растрескиванию, чем крупнозернистые. Следовательно, всякая обработка металла, способствующая росту зерна, одновременно понижает стойкость стали к этому виду разрушения [34]. Из различных структур стали наибольшую склонность к щелочному растрескиванию проявляет мартенситная. [c.83]

Влияние качества и структуры металла, размера зерна и т. д. на склонность стали к щелочному растрескиванию обусловлено двумя факторами — величиной остаточных растягивающих напряжений и количеством дефектов внутри металла. Чем больше остаточные напряжения в металле, тем (при прочих равных условиях) выше его склонность к коррозионному растрескиванию. Аналогично влияние внутренних дефектов в металлах, представляющих собой потенциальные концентраторы напряжений. [c.83]

Большой ущерб народному хозяйству наносит так называемое щелочное растрескивание сталей. Оно наблюдается на де-компазерах алюминиевых заводов, на теплоэнергетическом оборудовании, на предприятиях нефтехимических производств, ртутных установки по производству хлора, в выпарных аппаратах для концентрирования щелочи [3]. Щелочному растрескиванию подвержены высокопрочные мартенситные стали, аустенит-ные нержавеющие стали, в некоторых случаях углеродистые и 44 [c.44]

Как уже отмечалось, коррозия стали в паровом котле бывает минимальной при значениях pH котловой воды, измеренных при комнатной температуре, в пределах 11 —12. Обычно необходимое значение pH поддерживают подщелачнванием карбонатом натрия и каустической содой. Недостаток этого метода состоит в том, что повышается опасность щелочного растрескивания металла, хотя существуют способы уменьшить вероятность такого процесса. Исходя из этих соображений требуемую щелочность поддерживают, вводя вместо едкого натра и карбоната натрия ортофосфорнокислый натрий или смесь этой соли с ди-натрийфосфатом. [c.205]

Содержание сульфатов В зависимости от характера изменения состава воды Необходим только в случае, когда щелочное растрескивание регулируется с помощью сульфата и есть опасение, что содержание его может меняться н влиять на весовое отношение NaaS04/Na0H в котловой воде. Лучше определять содержание сульфата после обработки, т. е. в питательной воде [c.230]

В ряде работ наблюдали замедление щелочного КР аустенитных сталей при введении в раствор добавок фосфатов, сульфатов, хроматов, однако известны данные и таких опытов, когда добавки этих солей, а также солей, содержащих оксианионы, не влияли на интенсивность щелочного растрескивания. Для щелочного КР аустенитных сталей в высокотемпературных водных средах в настоящее время не найдено надежного ингибитора. [c.128]

Вид корозионного растрескивания под напряжением, с которым наиболее часто сталкиваются в углеродистых сталях или железохромоникелевых сплавах, подвергшихся воздействию концентрированных растворов гидроксида при температурах от 200 до 250 °С (400 до 480 °F). Также известно как щелочное растрескивание. [c.914]

Полагают [214], что проявление щелочного растрескивания сталей связано с образованием ионов HFeO . Согласно термодинамическим расчетам [215], сульфиды марганца служат очагами инициирования питтингов, а строчечные сульфиды при определенной ориентации относительно растягивающих напряжений играют роль концентраторов напряжений, облегчающих зарождение коррозионной трещины. [c.341]

Согласно [217], растрескиванию подвергаются разные виды аппаратов и оборудования колонны, хранилища, отстойники, сепараторы, теплообменники, ребойлеры, смесители и т.д., в технологической среде которых (по температурным условиям и давлению) может присутствовать вода. Давление в обследованных аппаратах не оказывает заметного влияния на склонность к растрескиванию. Это растрескивание наблюдается в аппаратах с давлением от 0,1 до 2,5 МПа и более, Срок службы этих аппаратов и оборудования до возникновения трещин варьировался от б мес до 15 лет. Большая часть возникших трещин выявляется в самом сварном шве или околошовной зоне. Последнее предполагает значительную роль внутренних остаточных сварочных напряжений в явлении щелочного растрескивания. [c.341]

Нельзя также исключить, что некоторое ослабление водородом границ зерен феррита, особенно у вершины трещины, способствует протеканию анодного механизма щелочного растрескивания. Это растрескивание обусловлено частичной пассивацией поверхности и разрушением защитных пленок по границам зерен. Межкристаллитный характер разрушения вызван электрохимической коррозией, интенсифицированной приложенными напряжениями [47, 218]. Особенно интенсивно щелочное растрескивание при высоком уровне растягивающих напряжений, близком к пределу текучести. Механизм разрушения связывают с хемосорбцией ионов ОН на дефектных местах поверхности, образующих межзеренную границу, и снижением поверхностной энергии у вершины трещины. Растрескивание сталей в щелочном растворе наблюдается в определенном диапазоне потенциалов (ф = -900... -500 мВ), соответствующем активно-пассивному переходу стали, и области существования растворимого гипоферрита НГеОз, оксидных пленок Fe(0H)2 и FegO . При значениях потенциала Ф -550 мВ обеспечивается стабильная пассивация железа. [c.347]

Метод нейтрализации — защелачивания сред, вызывающих сероводородное растрескивание стали, базируется на упомянутом выше резком снижении наводороживания и растрескивания металла при переходе от кислых к щелочным сероводородным растворам. Отмечается [47] прекращение растрескивания при pH > 9,5. Однако для оборудования из высокопрочных сталей рекомендуется [48] защелачивание до pH 13. Нейтрализацию обычно осуществляют путем введения аммиака или растворов едкого натра. При использовании последних необходимо принять меры предосторожности против возникновения другого опасного вида разрушения — щелочного растрескивания стали (см. гл. 4). Введение аммиака (без жесткого контроля pH) допускается лишь в системы, не содержащие элементов оборудования из медноцинковых и медноалюминиевых сплавов (в присутствии аммиака эти сплавы подвергаются коррозионному растрескиванию). Никель и никелемедные сплавы неустойчивы в растворах аммиака, особенно при повышенных температурах. [c.61]

На щелочное растрескивание существенное влияние оказывают такие факторы, как химический состав, структура и прочностные характеристики стали, величина напряжений в металле, концентрация щелочи и температура. В известной степени влияет также чистота щелочи. ЗООг Установлено [33] значительное уменьшение интенсивности растрескивания при переходе (в лабораторных испытаниях) от технического гидрата окиси натрия (содержащего наибольшие количе-ства двуокиси кремния) к химически 20 40 60 во 100 [c.83]

Увеличение содержания никеля в аустенитных сталях понижает склонность к щелочному растрескиванию [37]. В растворе с концентрацией 200 г/л NaOH при 200 и 350 °С сталь Х23Н27М2Т не подвергалась коррозионному растрескиванию. Это отмечалось также в условиях выпаривания раствора от 253 до 560 г/л NaOH. [c.84]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...