ПАРОВОДЯНАЯ КОРРОЗИЯ

При температуре выше 400° С возможно непосред­ственное химическое взаимодействие железа с — водяным паром. При этом реакция протекает по формуле

3Fe + 4H20 = Fes04 + 4H2.

В результате этого металл покрывается тонкой плен­кой окиси железа, которая при температуре 400—450° С способна предохранять металл от дальнейшего разруше­ния. Такая пленка образуется, например, на лопатках первых ступеней паровых турбин. При этом происходит потемнение (воронение). Вороненые лопатки турбин ра­ботают без коррозионного разъедания очень длительное время. Однако при увеличении температуры углероди­стой стали выше ‘500° С такая пленка уже не защищает металл и он интенсивно разрушается от коррозии. Та­кая коррозия называется пароводяной. • Процесс пароводяной коррозия металла ускоряется, если пар, находящийся в трубах, неподвижен или дви­жется с малой скоростью. Выделяющийся в процессе коррозии водород задерживается тогда у разъедаемой поверхности металла, проникает в него и способствует более быстрому разрушению его.

Серийный котел ТП-230-2 в первый период эксплуатации имел очень малую нагрузку (30—40% номинальной), включался периоди­чески, работая лишь около 4 суток ежемесячно. Остальное время котел останавливали или держали в горячем резерве при давлении пара 10 ат. После 2,5 мес. такой эксплуатации произошел разрыв трубы в верхнем пакете экономайзера, причем диаметр трубы был увеличен на значительной длине.

Деформированный участок трубы был заменен новым, и котел снова был включен, но уже после нескольких часов работы произо­шел разрыв другой трубы экономайзера.

Осмотр экономайзера показал, что внутренняя поверхность верхних камер покрыта черным налетом закись-окиси железа; это указывало на наличие интенсивной коррозии в верхней части эко­номайзера.

При промывке водой было выявлено, что в трубе, у которой при разрыве раскрытие было невелико (рис. 59,с), все сечение за­полнено продуктами коррозии. Видимо в другой поврежденной тру­бе (рис. 59,6) продукты коррозии были выброшены наружу водой, выходившей с большой скоростью через широко раскрывшееся от­верстие. Большое количество продуктов коррозии имелось и в со­седних трубах.

Состав металла обеих исследованных труб соответствовал ста­ли марки 20, но структура металла претерпела изменения: начался

ПАРОВОДЯНАЯ КОРРОЗИЯ

Рис. 59. Внешний вид поврежденных участков труб экономайзера и структура металла (при увеличении в 250 раз).

А—сквознпя трещина на гибе трубы; б — широкое раскрытие места поврежде­ния; в — изменение структуры перлитв. свидетельствующее о высоком нагреве металла; г — разъеденная коррозией внутренняя поверхность трубы.

Распад перлита, свидетельствовавший о чрезмерном нагреве труб (рис. 59,в).

В периоды, когда котел находился в горячем резерве, змеевики экономайзера омывались газами, температура которых превышала температуру кипения воды при 10 ат. Питание котла водой в эти периоды производилось в течение коротких промежутков времени по 2—3 раза в смену. При длительных перерывах в питании вода и верхней части экономайзера частично испарялась, но при темпера­туре около 200—250° С коррозия металла возникнуть не могла.

Опасным являлся первый период работы котла после его выво­да из горячего резерва. В котле сжигался доменный газ, и про­дукты горения при входе в газоход экономайзера имели темпера­туру 500 540DC. При малой нагрузке котла, вода проходила через

0 м. в. МеГжляр. 81

Змеевики с малой скоростью и не могла удалять из труб паровые, пробки. Поэтому неподвижный пар перегревался и начиналась пароводяная коррозия внутренней поверхности труб.

Если бы котел длительно работал в таких условиях, в трубах возникли бы повреждения вследствие их нагрева до высокой тем­пературы, но. продукты коррозии успели бы отложиться в боль­шом количестве. Однако после непродолжительной работы котел выключали и тогда еще не остывший тонкий слой влажных окислов железа способствовал возникновению быстрой стояночной коррозии.

Updated: 07.12.2011 — 19:34