Защита от коррозии водоподготовительного и основного энергетического оборудования

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки РФ

ФГБОУ ВПО «Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова»

Кафедра «Теплоэнергетика»

Реферат

по дисциплине «Физико-химические основы коррозии»

на тему «Защита от коррозии водоподготовительного и основного энергетического оборудования»

Выполнил: студент гр. Б03-841-1зт Вахрушева А.Г.

Ижевск 2014

Содержание

1. Коррозия металлов

2. Борьба с коррозией парогенераторов во время работы

3. Борьба со стояночной (кислородной) коррозией парогенераторов, находящихся в резерве или ремонте

4. Борьба с коррозией конденсатопроводов

5. Борьба с коррозией тепловых сетей

6. Защита от коррозии водоподготовительного оборудования

7. Удаление отложений

1. Коррозия металлов

Коррозией называется самопроизвольное разрушение металлических материалов, происходящее под химическим воздействием окружающей среды.

К важнейшим случаям коррозии относятся коррозия в газах (газовая коррозия) и коррозия в растворах электролитов (электрохимическая коррозия). Коррозия в газах происходит при повышенных температурах, когда конденсация влаги на поверхности металла невозможна. Газовой коррозии подвергаются арматура печей, детали двигателей внутреннего сгорания, лопатки газовых турбин и т. п. Газовую коррозию претерпевает также металл, подвергаемый термической обработке. В результате газовой коррозии на поверхности металла образуются соответствующие соединения: оксиды, сульфиды и др.

К совершенно особому виду коррозии относится диффузия водорода в сталь при высоких температурах. При этом водород взаимодействует с углеродом, имеющимся в стали, и превращает его в углеводород (обычно метан), что приводит к резкому ухудшению свойств стали.

Для изготовления деталей, подвергающихся действию коррозионноактивных газов, применяют жаростойкие сплавы. Для придания жаростойкости стали и чугуну в их состав вводят хром, кремний, алюминий; применяются также сплавы на основе никеля или кобальта. Защита от газовой коррозии осуществляется, кроме того, насыщением в горячем состоянии поверхности изделия некоторыми металлами, обладающими защитным действием. К таким металлам принадлежат алюминий и хромом. Защитное действие этих металлов обусловлено образованием на их поверхности весьма тонкой, но прочной оксидной пленки, препятствующей взаимодействию металла с окружающей средой. В случае алюминия этот метод носит название алитирования, в случае хрома - термохромирования.

К электрохимической коррозии относятся все случаи коррозии в водных растворах. Электрохимической коррозии подвергаются, например, подводные части судов, паровые котлы, проложенные в земле трубопроводы. Коррозия металла, находящегося во влажной атмосфере, также представляет собой электрохимическую коррозию. В результате электрохимической коррозии окисление металла может приводить как к образованию нерастворимых продуктов (например, ржавчины), так и к переходу металла в раствор в виде ионов.

В воде обычно содержится растворенный кислород, способный к восстановлению:

O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O.

Кроме того, в воде присутствуют ионы водорода, также способные к восстановлению:

2H⁺+2e^-=H₂.

Растворенный кислород и ионы водорода -- важнейшие окислители, вызывающие электрохимическую коррозию металлов.

При рассмотрении окислительно-восстановительных реакций можно показать, что растворенный в воде или в нейтральном водном растворе кислород может окислять такие металлы как серебро, медь, железо, свинец, никель, кобальт, хром, цинк, марганец, титан, алюминий и т. д. в порядке убывания стандартного потенциала (см. Основы электрохимии), а водород - железо (двухвалентное), хром, цинк, марганец, титан, алюминий и т. д., образуя гидриды (FeH₂, CaH₂).

Вода, содержащая растворенный кислород, значительно опаснее в коррозионном отношении, чем вода, не содержащая его и способная окислять металлы только ионами водoрода.

Некоторые примеси значительно ускоряют коррозию металла по сравнению с его образцами высокой степени чистоты. Так, если в цинке содержится небольшое количество железа и меди скорость его коррозии значительно выше, чем в случае цинка высокой степени очистки. Так же ведет себя и алюминий, содержащий включения железа и меди. Сильно снижают коррозионную стойкость стали включения оксидов и шлаков.

Примеси, находящиеся в окружающей среде, могут адсорбироваться на поверхности металла и также каталитически влиять на коррозию, ускоряя или замедляя ее. Например, большинство сплавов железа коррозирует в морской воде гораздо быстрее, чем в воде с такой же концентрацией кислорода, не содержащей хлоридов. Это обусловлено тем, что хлорид-ионы, адсорбируясь на поверхности железа, препятствуют образованию на ней защитных слоев.

Некоторые металлы в определенных условиях переходят в пассивное состояние -- на их поверхности образуются слои или пленки, состоящие из адсорбированного кислорода, из оксида данного металла, или из его соли. Присутствие таких слоев и их структура сильно влияют на скорость коррозии металла; в ряде случаев эти слои обладают защитным действием, вследствие чего металл коррозирует лишь ничтожно медленно. В условиях атмосферного воздуха пассивирующие пленки образуются на хроме, никеле, алюминии, цинке.

К важным случаям электрохимической коррозии относятся коррозия в природных водах, в растворах, атмосферная коррозия, коррозия в грунте, коррозия при неравномерной аэрации, контактная коррозия.

Контактная коррозия может протекать, когда два металла с различными потенциалами соприкасаются друг с другом либо в водной среде, либо при наличии влаги, конденсирующейся из воздуха. Так же, как и в рассмотренном выше случае значительных включений, металлы оказывают друг на друга поляризующее действие; металл с меньшим потенциалом поляризуется анодно, и скорость его коррозии вблизи места контакта резко возрастает.

Для предупреждения электрохимической коррозии и защиты от ее применяются разнообразные методы. К важнейшим из них относятся следующие:

1) применение химически стойких сплавов;

2) защита поверхности металла покрытиями;

3) обработка коррозионной среды;

4) электрохимические методы.

Из химически стойких сплавов наиболее широкое применение имеют нержавеющие стали, в состав которых входит до 18% хрома и до 10% никеля.

Покрытия, применяемые для защиты металлов, подразделяются на металлические, неметаллические и образованные в результате химической или электрохимической обработки поверхности металла.

В качестве металлов для покрытия обычно применяют металлы, образующие на своей поверхности защитные пленки. Как уже говорилось, к таким металлам относятся хром, никель, цинк, кадмий, алюминий, олово и некоторые другие. Значительно реже применяются металлы, имеющие высокий электродный потенциал -- серебро, золото. Существуют различные способы нанесения металлических покрытий; наибольшие преимущества имеют методы гальванотехники.

К неметаллическим относятся покрытия лаками, красками, эмалями, фенолоформальдегидными и другими смолами¹. Для длительной защиты от атмосферной коррозии металлических сооружений, деталей, машин, приборов чаще всего применяются лакокрасочные покрытия.

Покрытия, создаваемые химической или электрохимической обработкой металла, представляют собой в основном защитные оксидные или солевые пленки. Примерами могут служить оксидирование алюминия (создание на его поверхности стойких оксидных пленок), фосфатирование стальных изделий (создание защитных пленок, состоящих из фосфатов - солей ортофосфорной кислоты H₃PO₄: Na₃PO₄; Ca₃(PO₄)₂; Na₂HPO₄; CaHPO₄; NaH₂PO₄; Ca(H₂PO₄)₂), алитирование стальных и чугунных изделий (насыщение поверхности алюминием) с целью защиты их от окисления при сильном нагревании.

Метод обработки внешней среды пригоден для случаев, когда защищаемое изделие эксплуатируется в ограниченном объеме жидкости. Метод состоит в удалении из раствора, в котором эксплуатируется защищаемая деталь, растворенного кислорода (деаэрация) или в добавлении к этому раствору веществ, замедляющих коррозию -- ингибиторов. В зависимости от природы металла и раствора применяются различные ингибиторы: нитрит натрия (Na₂N), хромат и дихромат калия (соль хромовой H₂CrO₄ кислоты Na₂CrO₄ и соль дихромовой H₂Cr₂O₇ кислоты Na₂Cr₂O₇), фосфаты натрия (Na₃PO₄, Na₂HPO₄, NaH₂PO₄), некоторые высокомолекулярные органические соединения и другие. Защитное действие этих веществ обусловлено тем, что их молекулы или ионы адсорбируются на поверхности металла и каталитически снижают скорость коррозии, а некоторые из них (например, хроматы) переводят металл в пассивное состояние.

К электрохимическим методам защиты металлов относятся катодная защита и метод протекторов. При катодной защите защищаемая конструкция или деталь присоединяется к отрицательному полюсу источника электрической энергии и становится катодом. В качестве анодов используются куски железа. При надлежащей силе тока в цепи на защищаемом изделии происходит восстановление окислителя, процесс же окисления претерпевает вещество анода.

Метод протекторов осуществляется присоединением к защищаемому металлу большого листа, изготовленного из другого более активного металла -- протектора. В качестве протектора при защите стальных изделий обычно применяют цинк или сплавы на основе магния. При хорошем контакте между металлами защищаемый металл (железо) и металл протектора (например, цинк) оказывают друг на друга поляризующее действие. Согласно взаимному положению этих металлов в ряду напряжений, железо поляризуется катодно, а цинк -- анодно. В результате этого на железе идет процесс восстановления того окислителя, который присутствует в воде (обычно растворенный кислород), а цинк окисляется.

И протекторы, и катодная защита применимы в средах, хорошо проводящих электрический ток, например в морской воде. В частности, протекторы широко применяются для защиты подводных частей морских судов. Ясно, что убытки, вызванные коррозией корпуса морского судна и связанные с его простоем и ремонтом, очень велики и во много раз превышают стоимость протекторов.

2. Борьба с коррозией парогенераторов во время работы

К профилактическим мероприятиям борьбе с коррозией относятся:

а) удаление из воды коррозионно-агрессивных примесей;

б) нейтрализация -- перевод агрессивных примесей в неопасные соединения без удаления их из воды -- пассивация: сульфитирование, ввод гидразина, ввод аммиака и летучих аминов², щелочение, ввод нитрата натрия (селитры NaNO₃) и др.;

в) создание временных защитных пленок на коррозирующей поверхности при помощи трилона Б³ или гидразина (магнетитовая пленка) и др.;

г) применение материалов, стойких против коррозии в данной среде: нержавеющей стали, медных сплавов, пластмасс, различных противокоррозионных, органических покрытий, лужение, оцинкование и эмалирование коррозируемой поверхности;

д) безопасный тепловой и химический режим эксплуатации теплосилового оборудования, обеспечивающий создание и сохранение на омываемой водой (или паром) поверхности металла защитной магнетитовой пленки, предупреждающей пароводяную коррозию, не допускающей появления межкристаллитных или иных трещин вследствие чрезмерных и переменных напряжений металла, включая недопущение быстрых и частых растолок (остановок) котлов и чрезмерно высокой разности температур в теле барабанов и их элементов, недопущение резких и частых колебаний температуры металла (свыше 30 -- 40 °С). Защита металла от местного перегрева или охлаждения; постоянная щелочность котловой воды ± 0,2 рН;

е) применение гальванических способов предотвращения коррозии в высокоминерализованной воде -- изменение направления возникающих при элетрохимической коррозии гальванических токов путем применения катодной или протекторной защиты, при которой поражается коррозией не металл оборудования, а специально введенные в аппарат куски металла (чугун при катодной защите, цинк или сплав алюминия с цинком и магнием при протекторной защите);

ж) предупреждение наружной коррозии трубопроводов, особенно тепловых сетей в почвенных или проникающих в каналы водах при наличии блуждающих токов от расположенных вблизи кабелей, рельсов электрифицированного транспорта и др.;

з) создание на внутренней поверхности временных защитных нитритных, железосиликатных или магнетитовых пленок.

и) соблюдение оптимальных величин рН и концентраций гидразина, комплексонов⁴, ОЭДФК⁵, фосфатов;

к) хорошее состояние термозащитных рубашек и других устройств, предупреждающих попадание "холодной" (t < t_кип) воды и растворов на стенки барабанов. Проверка их состояния при капитальных ремонтах;

л) поддержание скорости питательной воды в экономайзере большей 0,3 м/с, так как при малой скорости движения воды пузырьки выделившихся из воды коррозионноактивных газов оседают на стенках труб.

3. Борьба со стояночной (кислородной) коррозией парогенераторов, находящихся в резерве или ремонте

Методы борьбы со стояночной коррозией делятся на сухие и мокрые.

Простейшим методом борьбы со стояночной коррозией парогенераторов являются спуск из них еще горячей воды с температурой 80 °С и высушивание путем открывания всех лючков, лазов и воздушников для выхода образующегося пара. В отдельных случаях для улучшения и ускорения высушивания можно применять слабый обогрев опорожненного парогенератора газом или горячим (t = 200 - 250 °С) воздухом. Температура стенок должна превышать 100 °С.

При длительной стоянке парогенераторов в резерве в барабаны их после опорожнения и высушивания помещают противни с влагопоглотителем (хлористым кальцием CaCl₂, негашеной известью CaO, силикагелем (высушенный золь кремниевой кислоты H₂SiO₃) и др.) и герметически закрывают все лазы, лючки, арматуру. На 1 м³полного объема котла требуется не менее 2 кг прокаленного CaCl₂, 3 кг свежеобожженной СаО или прокаленного силикагеля. Состояние влагопоглотителя проверяют каждые 3--6 мес и в случае расплывания CaCl₂или разрушения комков СаО в результате превращения их в Са(ОН)₂влагопоглотители заменяют свежими.

Применяют также вытеснение влажного воздуха из отглушенных парогенераторов и заполнение их сухим азотом (99,5 % N₂) или сухим газообразным аммиаком и поддержание в заполненных этими газами парогенераторах избыточного давления (0,01 - 0,1 МПа).

Новейшими способами создания защитной пленки магнетита или силиката железа на внутренней поверхности выводимого в резерв или ремонт и опоражниваемого парогенератора являются гидразинный, комплексонный, силикатный и известковый.

При гидразинном способе парогенератор за 6 -- 8 ч до полной его остановки продувают через нижние точки для удаления шлама и при помощи фосфатного дозирующего насоса вводят в заполненный водой до нормального уровня парогенератор 3--5 %-ный раствор гидразина, доводя концентрацию его в котловой воде до 200 - 250 мг/л. При кипячении в течение 1 -- 2 ч на поверхности металла создается довольно плотная пленка, состоящая из магнетита, защищающая металл от кислородной коррозии. После кипячения парогенератор заполняют деаэрированной водой до воздушника и присоединяют к деаэраторам. При снижении концентрации гидразина в консервирующей воде ниже 100 мг/л в него вводят дополнительную порцию реагента и снова кипятят.

При комплексоном способе в парогенератор за 10 -- 12 ч до полной остановки вводят комплексон: этилендиа-минтетрауксусную кислоту (ЭДТК -- ЭДТА) или ее соли, например трилон Б, в количестве 300 -- 800 г/м³и кипятят воду при 150 °С при давлении 0,5 МПа в течение 4 -- 6 ч. При этом отложения Са, Мg, Fe, AI переходят в раствор в виде комплексонатов. Затем температуру и давление в парогенераторе постепенно поднимают до 260 -- 300 °С (3,5 -- 7,0 МПа) и продолжают кипячение еще 4 - 6 ч. При этом происходит разрушение комплексоната железа и выделение на всей поверхности металла водяного объема парогенератора прочной защитной пленки магнетита (Fe₃O₄). Этот способ пригоден только для котлов среднего и высокого давления (>3,5 МПа), а для трубопроводов непригоден.

"Мокрые" методы консервации допустимы при плюсовых температурах и более удобны, чем "сухие", но они пригодны только при сохранении воды или консервирующего раствора в парогенераторе. К ним относятся также:

а) пребывание парогенераторов в горячем резерве с поддержанием в них избыточного давления 0,3 - 0,5 МПа паром от других парогенераторов, от деаэраторов, от отборов турбин, от расширителей непрерывной продувки, от линии собственных нужд или растопочной;

б) заполнение парогенератора деаэрированной водой и поддержание в нем давления выше атмосферного в самой верхней точке котла (воздушник). Давление в нем поддерживается при помощи деаэрированной питательной или сетевой воды как после деаэраторов ДП (0,5 -- 0,7 МПа), так и после питательных насосов.

Стальные парогенераторы небольшого объема можно консервировать 1 %-ным раствором нитрита натрия⁶(NaNO₂+ NH₃). Опорожненный парогенератор заполняют раствором нитрита на 20 -- 30 мин и затем выпускают его в бак. Пленка раствора, остающаяся на поверхности металла, защищает его от кислородной коррозии. В случае полного высыхания поверхности пленка NaNO₂не исчезает и коррозия сухой поверхности не протекает, а при увлажнении поверхности защитная пленка вновь восстанавливается. Недостатком способа является необходимость расходования больших количеств нитрита (> 10,0 кг/м³объема парогенератора), необходимость в резервуарах для приема спускаемого из парогенератора раствора и недопустимость спуска раствора в канализацию без разрушения NaNO₂(норма содержания NO₂в воде открытых водоемов по азоту < 10 мг/л). Перед пуском парогенератор отмывают от нитрита водой.

Хорошие результаты дала консервация стальных водогрейных котлов и котлов "малой энергетики" прозрачным насыщенным раствором Са(ОН)₂щелочностью 30 -- 45 ммоль/л при содержании в растворе не более 350 мг/л Cl^-и 450 мг/л SO₄^2-. Котел, заполненный известковым раствором, после часовой циркуляции ставится в резерв.

Мокрая силикатная консервация парогенераторов давлением ниже 7,0 МПа, а также аппаратов и трубопроводов систем теплоснабжения и горячего водоснабжения должна производиться рабочим раствором Na₂O·mSiO₂концентрацией 1500 - 2500 мг/л безводного силиката (1000 мг/л SiO₂и щелочность 7--8 ммоль/л). Рабочий раствор силиката готовят из концентрированного жидкого товарного стекла плотностью 1,4 -- 1,48 г/мл. При помощи эжектора или дозирующего насоса, разбавляя силикат водой до нужной концентрации, полностью заполняют им консервируемый аппарат или трубопровод на 100 -- 150 часов (при циркуляции на 8 -- 10 ч). Создаваемая на поверхности металла из оксидов железа и силиката натрия тонкая (~ 100 мкм) ферросиликатная пленка защищает металл от коррозии как во время заполнения аппарата или трубопровода раствором силиката, так и некоторое время (до 45 сут) после слива раствора.

В тех случаях, когда невозможно законсервировать оборудование и трубопроводы, находящиеся в резерве, ни одним из упомянутых выше способов, их заполняют до воздушников обычной технической водопроводной недеаэрированной водой с возможно более низой температурой (1 -- 25 °С). Протекание воды через консервируемый аппарат или трубопровод при этом недопустимо. В верхней точке консервируемого аппарата (воздушник) должно поддерживаться избыточное давление 0,1 -- 0,3 МПа.

В 1 л воздуха содержится около 250 мг кислорода, а в 1 л воды насыщенной кислородом, лишь 8--12 мг, т.е. в 20 -- 30 раз меньше. Для прекращения углекислотной коррозии водопроводную воду необходимо подщелочить (NН₃, NaOH) до рН 8,3 - 8,5. При возможности щелочные растворы (кроме аммиачного), а также заполняющую агрегат недеаэрированную воду целесообразно прокипятить в течение 1 -- 2 ч для удаления воздуха (кислорода) при нормальном уровне в барабанах, а затем подпитать котел до воздушника, поддерживая в агрегате избыточное давление, но, не допуская протока воды через него.

4. Борьба с коррозией конденсатопроводов

Основные методы борьбы с коррозией обратных конденсатопроводов производственного конденсата следующие: удаление из конденсата свободной углекислоты путем вентиляции паровых объемов паровых подогревателей и связывания остатков углекислоты в конденсате аммиаком: полное -- при остаточном содержании СО₂до 5 -- 7 мг/кг и частичное -- при большем. На связывание 1 мг СО₂в NH₄НСО₃требуется 0,4 мг NH₃.

Аммиак для связывания СО₂может вводиться как в питательную воду, так и в парогенератор вместе с фосфатами, а в отдельных случаях в отборный или редуцированный пар, направляемый внешним потребителям, а также в химически обработанную воду на ВПУ.

Нормированное содержание NH₃в питательной воде и паре котлов установлено 1 мг/л. Эта величина не распространяется на производственный конденсат, где содержание NH₃может достигать 3--4 мг/л, если содержание NH₃в питательной воде не превысит 1 мг/л, а меди - 20 мкг/л.

Контроль за дозировкой аммиака в пар ведут по показателям качества возвращаемого конденсата.

5. Борьба с коррозией тепловых сетей

Защита закрытых тепловых сетей от внутренней коррозии сетевой водой при небольших размерах подпитки осуществляется путем:

а) деаэрации подпиточной воды в вакуумных или атмосферных деаэраторах;

б) декарбонизации воды - удаления из нее растворенной свободной или связанной углекислоты обработкой ее известью (едким натром, аммиаком);

в) использование для подпитки закрытых систем теплоснабжения продувочных вод парогенераторов, испарителей, паропреобразователей, отмывочных вод анионитных фильтров, не содержащих солей жесткости, свободной углекислоты и кислорода. Использование этих видов воды возможно только при невысоком солесодержании ее, отсутствии у потребителей горячей воды водоводяных теплообменников с трубками из медных сплавов и невозможности попадания горячей щелочной воды в нагреваемую среду;

г) применения в теплообменных аппаратах трубок из стойких медных сплавов.

д) сульфитирования для связывания кислорода (имеется в виду безводный сульфит натрия Na₂SO₃, - соль сернистой кислоты H₂SO₃, - который окисляется до сульфата Na₂SO₄);

е) создания на внутренней поверхности труб защитной пленки карбонатов, фосфатов или силикатов.

Для создания в трубах тепловых сетей и системах горячего водоснабжения защитной железосиликатной пленки в подпиточную воду вводят силикат натрия до повышения рН до 8,4 - 8,5. Например, в малых тепловых сетях при малой подпитке (0,2-0,3% от объема) и отсутствии деаэрации целесообразно первые 1-2 месяца отопительного сезона подпитывать сети неумягченной или частично умягченной водой с целью создания на внутренней поверхности системы пленки CaCO₃ для защиты от кислородной коррозии.

Защита от коррозии не работающих в летний период тепловых сетей и систем горячего водоснабжения достигается вводом в сетевую воду 1000 мг/л силиката натрия, создающего плотную темную стекловидную пленку силиката железа на внутренней поверхности сетевого трубопровода. Их следует оставлять заполненными непроточной водопроводной (даже не деаэрированной) водой под давлением 0,2 -- 0,3 МПа в верхней точке системы.

6. Защита от коррозии водоподготовительного оборудования

Борьба с коррозией водоподготовительного оборудования, вызываемой в основном высокой минерализованностью и кислой (рН < 7) реакцией воды и растворов, наличием в них кислорода и углекислоты, ведется как применением коррозионностойких материалов (нержавеющая сталь, бронза, латунь, пластмассы, дерево), так и нанесением на поверхность стали противокоррозионных покрытий.

Практически все оборудование и трубопроводы водоподготовительных установок должны защищаться от коррозии, чтобы не заносить оксиды железа в последующие аппараты, трубопроводы и парогенераторы. Исключение при этом составляют: осветлители, работающие с известкованием (защищаются от коррозии только сборные желоба и короба выше верхней дроссельной решетки); резервуары и трубопроводы крепкой серной кислоты (> 75 %), едкого натра (> 10 %), щелочных фосфатов; трубопроводы и баки сырой воды.

Верхняя часть зернистых механических фильтров, фильтрующих щелочную (рН > 8,5) известкованную воду, может не иметь противокоррозионных покрытий, равно как баки промывочной воды. Однако дренажи этих фильтров и отводящие профильтрованную воду трубопроводы должны иметь защитные покрытия или изготавливаться из коррозионностойких материалов.

В зависимости от типа и назначения водоподготовительного оборудования, реакции и температуры обрабатываемой в нем воды рекомендует применять следующие защитные покрытия:

а) осветлители: при коагуляции (рН 6,5-7,5; t=20-25 °С) защищают всю внутреннюю поверхность, при известковании (рН 9,5-10,5; t=20-40 °С) только верхнюю часть перхлорвиниловыми или эпоксидными покрытиями;

б) фильтры механические осветлительные зернистые (рН 6,5--7,5; t до 40 °С) обкладывают сырой резиной с последующей вулканизацией или эпоксидной шпатлевкой (иногда по стеклоткани); при рН 9,5--10,5 защита верхней части необязательна, необходимы только коррозионностойкие дренажи;

в) Na--Н-катионитные и анионитные фильтры, в том числе ФСД и выносные регенераторы (рН < 10,0-14,0; t=20-40 °С), обкладывают сырой резиной с последующей вулканизацией под давлением, перхлорвиниловыми покрытиями (иногда по стеклоткани). При котлах низкого давления (< 1,3 МПа) защита Na-катионитных фильтров необязательна;

г) стальные резервуары для конденсата, предочищенной, декарбонизованной, химически обработанной, умягченной частично, глубоко и полностью обессоленной воды (рН 2--11; t=20-40 °С) -- обкладка сырой резиной с последующей вулканизацией открытым способом. Применяются также эпоксидная шпатлевка, перхлорвиниловые покрытия;

д) резервуары и мерники для растворов кислот (HCI < 35 %; H₂SO₄< 75 %), коагулянта, солей, щелочей (NaOH, КОН), комплексонов (ЭДТК -- ЭДTNa₂) защищаются обкладкой сырой резиной с вулканизацией открытым способом, эпоксидной шпатлевкой перхлорвиниловыми покрытиями;

е) деаэраторы, дренажные баки, баки горячего конденсата, баки-нейтрализаторы и другие баки (рН 6--9; t=90-100 °С) защищают эмалью ВЛ-515, а также силикатной краской ВЖС-41 и др.;

ж) железобетонные ячейки и резервуары для соли, коагулянта и других нейтральных или кислых реагентов футеруют кислотоупорными плиткой;

з) баки-аккумуляторы для сетевой воды и воды горячего водоснабжения защищают от коррозии при помощи катодной защиты, "одеялом" из герметика А-4 или водостойкой силикатной краской ВЖС-41;

и) фундаменты насосов, перекачивающих кислоты, полы в помещениях, где установлены эти насосы и проложены трубопроводы кислых растворов, а также стенки и дно каналов для кислых стоков изолируются кислотостойкой плиткой, по пластмассовому или битумнорубероидному слою с расшивкой швов замазкой "Арзамит" или кислотоупорной силикатной замазкой, а также асфальтируются.

7. Удаление отложений

Если отложения и загрязнения из труб не удаляются путем продувки воздухом со скоростью > 5 м/с, промывки водой или водовоздушной смесью со скоростями > 3 м/с или механическим путем (шарошками), то прибегают к химическому удалению отложений. Новые парогенераторы с давлением < 10 МПа перед пуском только щелочатся.

Максимальная допустимая величина загрязнения труб с огневой стороны нормируется в г/м²для котлов каждого типа. Так, для котлов с радиационным обогревом она колеблется от 100 у котлов после химической промывки до более чем 2000 у испарителей-паропреобразователей.

Вновь смонтированные котлы и трубопроводы обычно загрязнены ржавчиной, песком, сварочным гратом, нередко кусками электродов и другими механическими предметами, оставшимися после монтажа. Эксплуатировавшиеся котлы загрязнены обычно отложениями оксидов железа, внесенными питательной водой, реже медью (продуктом коррозии латунных трубок конденсаторов и подогревателей), карбонатами, фосфатами и силикатами железа, кальция и магния.

В водогрейных котлах, подпиточная вода которых обрабатывается по схеме голодного Н-катионирования или подкисляется серной кислотой, при температуре более 100 °С возможны отложения сернокислого кальция, иногда с примесью силиката кальция. Эти отложения при температуре ниже 100 °С растворяются в сетевой воде, если имеется проток ее.

В не обогреваемых опускных трубах парогенераторов могут отлагаться рыхлые фосфатный и карбонатный шламы, а также шлам, внесенный питательной водой, и продукты собственной коррозии труб. Растворимость отложений в моющих растворах зависит от температуры, состава и структуры отложений.

Загрязнения труб систем тепловодоснабжения не должны увеличивать потери напора в них более чем на 0,1 МПа при номинальнорасчетных расходах воды по сравнению с чистыми трубами.

При послемонтажной промывке труб парогенераторов их заполняют водой, дренируют ее из всех нижних точек полностью для удаления механических загрязнений и затем щелочат для удаления маслянистых загрязнений и частичного растворения (размягчения) кремнекислых отложений (песок, цемент и т.п.). После этого проводят кислотные промывки, обязательные только для паровых котлов с давлением 10 МПа и выше, для удаления продуктов коррозии.

Химическая (кислотная) промывка, как правило, проводится ингибированной соляной кислотой при 60 -- 70 °С с циркуляцией или без нее (так называемое "травление"). Только для промывки пароперегревательных труб, изготовленных из аустенитных сталей должны применяться другие реагенты и кислоты: трилон Б, адипиновая (C₅H₁₀O₄, ГОСТ 10588-72, сухая с содержанием C₅H₁₀O₄98-99,7%, хранится в таре), фталевая (карбоновые кислоты ароматического ряда - C₆H₄(COOH)₂), серная, азотная, лимонная (C₆H₈O₇·H₂O по ГОСТ 908-70, содержание C₆H₈O₇·H₂O - 99,5%. Бесцветные кристаллы. Хранится в таре.) кислоты, композиции их, которые менее агрессивны, чем соляная. Применяют также гидразинно-кислотные промывки и промывки сульфаминовой кислотой (органическое соединение, содержащее сульфогруппу - SO₂OH. Получают сульфированием углеводородов) и сернокислым аммонием (NH₄)₂SO₄ (при кипячении раствора аммиак улетучивается и в растворе остается только серная кислота).

Чугунные, секционные, паровые и водогрейные котлы промывать соляной кислотой не рекомендуется из-за возможности разрушения многочисленных резьбовых соединений и прокладок. Допускается промывка их органическими кислотами, а также промывка вынутых секций в ваннах с 3 -- 5 %-ной соляной ингибированной кислотой при минимальном пребывании секций в кислоте (за весь срок работы котла -- не более 10 ч). Перед промывкой наружную очищенную от загрязнений, сухую поверхность секций, а также резьбы покрывают горячим битумом для защиты от кислоты.

После промывки секций в кислоте они должны быть быстро промыты водой и нейтрализованы 1--2 %-ным раствором щелочи.

Предпусковые промывки котлов высокого и сверхвысокого давления с поверхностями из аустенитных сталей должны проводиться без использования соляной кислоты и едкого натра. Применяются фталевая кислота (ангидрид) и композиция комплексона с фталевой, серной, лимонной. Водная отмывка с добавлением аммиака до рН 9,5-10,0 и пассивация гидразином с аммиаком при рН 10--10,5 и температуре до 160 °С.

Поверхности котлов высокого и сверхвысокого давления, выполненные из углеродистых сталей, подвергаются промывке. Кислотная обработка проводится моющим раствором, содержащим 3--4 % ингибированной соляной кислоты (в пересчете на НСl) и 0,25 % уротропина (гексаметилентетрамин C₆H₁₂N₄- бесцветные кристаллы сладкого вкуса, антисептик, бездымное горючее, сырье для синтеза взрывчатых веществ: октаген, гексаген), при температуре 55--65 °С в течение 6-8 ч при циркуляции со скоростью не менее 0,3 м/с, до устойчивой концентрации НСl. Кроме уротропина, могут применяться и другие ингибиторы.

При чистых внутренних поверхностях нагрева (< 160 г/м²) концентрация НСІ может быть уменьшена до 1,5--2 %.

Водная промывка сверху вниз -- вытеснение кислого раствора технической водой до рН 3,5 -- 4,0. Кислый моющий раствор перед сбросом в канализацию нейтрализуют известью до рН 6,5 -- 8,5.

Нейтрализация (пассивация промытой поверхности котла) производится аммиаком концентрацией 1000-1500 мг/л, 25 %-ный аммиак вводят в количестве 4-5 л/м³промывочной циркулирующей воды до рН 9,5-10,0. Циркуляция продолжается 2--3 ч до полного перемешивания. Если котел включают в работу менее чем через 10 суток, его оставляют заполненным этим раствором до пуска, а если котел будет растапливаться через больший период времени и его нужно будет опоражнивать, то в него вводят по 10 кг пассиватора (нитрита натрия) на 1 м³объема котла и по 20 л 25 %-ного водного аммиака на 1 м³объема (до рН 10--10,5). Затем подогревают воду в котле до 50--60 °С и при помощи насоса осуществляют циркуляцию в течение 6--8 ч или без подогрева 24 ч. При необходимости опорожнения после пассивации раствор из котла спускают или оставляют котел заполненным пассивирующим раствором до растопки котла. Перед растопкой пассивирующий раствор сливают и заполняют котел питательной водой. Во время растопки ведется продувка котла до нормального качества питательной воды и содержания железа не более 2-3 мг/л.

Пассивирующий раствор целесообразно использовать повторно. При невозможности использования его перед сбросом в канализацию необходимо обезвреживать -- обрабатывать кислородом или хлором.

коррозия металл парогенератор

Список сносок

1. Фенолоформальдегидная смола - это высокомолекулярное соединение, образующееся в результате взаимодействия фенола (C₆H₅OH) с формальдегидом (CH₂=OH) в присутствии кислот (HCl и др.) или щелочей (NaOH, NH₄OH) в качестве катализаторов.

2. Это органические соединения, являющиеся производными аммиака. Их можно рассматривать как продукты замещения одного, двух или всех трех атомов водорода в молекуле аммиака углеводородными радикалами (CH₃).

3. Двухзарядный анион этилендиаминтетрауксусной кислоты.

4. Комплексоны - это комплексные соединения, в которых положительно заряженный ион металла (катион) окружен анионами какой-либо аминокарбоновой кислоты (органическое соединение, содержащее карбоксильные -COOH и аминогруппы -NH₂). Комплексоны настолько прочно связывают катионы металлов, что при их добавлении растворяются такие плохо растворимые вещества, как сульфаты кальция, оксалаты (соли щавелевой кислоты HOOC-COOH - двухосновной карбоновой кислоты) и карбонаты кальция.

5. ОЭДФК - оксиэтилендендифосфоновая кислота - C₂H₈O₇P₂.

6. Нитриты - соли азотистой кислоты HNO₂.

7. Химическая реакция - введение в органическое соединение сульфогруппы SO₂OH. Например, действием серного ангидрида SO₃или серной кислоты на ароматические углеводороды: C₆H₆+H₂SO₄>C₆H₅SO₃H+H₂O.

Размещено на Allbest.ru