Практическое руководство компании НАЛКО по анализу причин повреждения котлов Nalco Chemical Company

Хелатная коррозия

Участки, наиболее часто подвергающиеся хелатной коррозии

Наиболее часто подвергается хелатной коррозии паросборник. Этому виду коррозии наиболее подвержено оборудование, используемое для отделения пара, особенно то, которое предназначено для центробежного отделения пара. Хелатная коррозия может действовать в линиях распределения пита­тельной воды, в экономайзере, на концах сливных труб и в зонах высоких тепловых потоков в охлаждаемых водой трубах. Могут также корродиро-

Воды, если они подвергаются действию хелатных добавок.

Общие сведения

Концентрированные хелатные добавки могут воздействовать на магнетит в соответствии со следующей реакцией:

Fe304 + Fe + 814' + 4(«хслат») 4Ре(П)(«хелат») + 4Н;0 Поверхности, подвергшиеся хелатной коррозии, обычно имеют гладкий вид без резко выраженных особенностей. В тех ситуациях, когда жидкость движется с достаточно высокой скоростью, поверхности могут иметь плав­ный контур с метками в виде «хвоста кометы» и подковообразными углуб­лениями (Рис. 5.1). Эти особенности ориентированы в направлении движе­ния потока. Металлическая поверхность неравномерно покрыта субмикро - скопической матовой или блестящей пленкой черного вещества. Поверх­ность после хелатной коррозии свободна от отложений и продуктов корро-

Иногда, если в чрезмерно больших количествах присутствует кислород, внешний вид металла меняется. Корродировавшая поверхность принимает вид четко выраженных островков целого металла, окруженных гладкими плоскими участками изъеденного металла (Рис. 5.2). Ест ь сообщения о том. что влияние хелатных добавок привело к образованию зазубренных шеро­ховатостей, подобных тем, которые образуются при воздействии сильной

Важнейшие условия для возникновения хелатной коррозии

Халатная коррозия может происходить при различных условиях. Есть со­общения, что коррозия происходит при передозировке хелатных добавок. Однако при рекомендованных остаточных содержаниях хелата коррозия возможна в зонах, в которых действует механизм его концентрирования.

Тается испарение, поэтому хелатная коррозия может происходить там, где происходит кризис пузырькового кипения (Рис. 5.3).

Хелатная коррозия разделительного оборудования в паросборниках, у которых нет поверхностей теплопередачи, явно связана с высокими скоро­стями движения жидкости. Этот вид коррозии особенно чувствителен к Эрозионному действию высокоскоростных потоков жидкости и иногда встречается там, где они существуют, даже в отсутствие теплопередачи. Из­быток растворенного кислорода, возможно, приводит к его сннергическо - му действию совместно с избыточными количествами хелатных добавок, вызывая образование зазубренных контуров на поверхности металла.

Идентификация хелатной коррозии

Хелатная коррозия может быть обнаружена визуально, если к поврежден­ному оборудованию возможен доступ. Когда же доступ очень ограничен, как это имеет место в случае труб, могут быть использованы методы нераз- рушающих испытаний, например, ультразвуковые.

Внутренние детали паросборников особенно чувствительны к хелатной корро-зи». В случаях разрушительной коррозии от корпуса циклонных се­параторов находили лишь кружевоиодобныс остатки.

Предупреждение хелатной коррозии

Важнейшим требованием является тщательное регулирование концентра­ции хелатных добавок и контроль над содержанием растворенного кисло­рода, Для предотвращения хелатной коррозии могут быть приняты опреде-

Во-первых. особое внимание потребуется в условиях плохого качества питательной воды, а также в чех случаях, когда хелатные добавки вводят к

Предотвратить хелатную коррозию в охлаждаемых водой трубах. Причи­ной появления мест перегрева часто становятся ошибки в эксплуатации

Рукции. Чрезмерный пережог или недожог топлива, неправильно отрег ули­рованные горелки, переход на другое топливо, каналированис газа, чрез­мерная продувка и повреждения в огнеупорном покрытии также приводят к возникновению мест перегрева. Ущерб от хелатной коррозии во многих

Имя скоростей жидкости и устранения турбулентности ju

Меры предосторожности

Хелатная коррозия может приводить к образо верхности пятна с ровным контуром без каких-либо особенностей. Эта чер­та совместно с тем фактом, что поврежденные халатной коррозией метал­лы обычно имеют черную поверхность без четко выраженных признаков коррозии, маскирует весьма активное действие коррозии. В данных случа­ях его можно определить путем измерения толщины стенки в подозревае-

Простая эрозия под действием потока пара или воды, движущегося с высокой скоростью, может также приводить к повреж; которые очень похожи на действие хелатной коррозии. Необходимо принятие всех возможных мер, чтобы i

Сопутствующие проблемы

См. также Главу 7 («Коррозия при га ной очистки»), и Главу 17 («Эрозия»),

При гидроиспытаниях произошло разрушение секции, соседней с трубой, показан­ной на Рис. 5.4. Значительные внутренние потери металла оказались на длине от 6 до 9 дюймов (152-229 мм) в каждой из четырех соседних труб. Потерн металла Вну­три подвергшейся разрушению зоны были различны. В зонах серьезных потерь ме­талла поверхность была гладкой и волнообразной. В зонах умеренных потерь были видны отдельные изолированные раковины.

.Чрезвычайно; локализованная коррозия и этой секции свидетельствует о важной роли, которую играют скорость и турбулентность потоков жидкости в эрозжишо - коррозиопном процессе с участием хелатных добавок. Потерь металла больше в зо­нах турбулент ности у входа в трубу из коллектора. Коррозия станови тся умеренной по мере удаления о г входа - пока она не прекратится полностью гам. где установлен ламинарный режим движения потока. Одни хелатные добавки не достаточно агрес­сивны. ч тобы вызывать коррозию - потери металла происходят благодаря нх синср - гнчсскому действию совместно с локальной турбулентностью.

Промышленность: Местоположение образца: Ориентация образца: Срок службы, годы: Программа водоочистки: Давление в барабане: Характеристики труб:

Металлургическая Экранная труба Вертикальный изгиб 25

Хелатная

800 фунт/кв. дюйм (5,5 МПа) Внутренний диаметр 3 дюйма (76 мм) Доменный газ

Значительное разрушение экранной трубы (Рис, 5.3) в данном котле произошло впервые. Произошел разрыв с тонкими краями, вдоль внутренней поверхности т ру­бы образовалось множество подковообразных раковин, ориентированных в направ­лении потока. Мнкроструктурные исследования установили, что перегрева не было.

Разрушение произошло на холодной стороне трубы. Изоляция, использованная для защиты холодной стороны грубы, по-видимому, была разрушена ударами струн пара, выбрасываемого из протекающей трубы пароперегревателя. Горячие топочные газы, которые достигали незащищенной обратной стороны трубы, вызы­вали нестабильное пленочное кипение н концентированне хслата в котловой воде.

На Рис. 5.3 показаны результаты действия комбинации концентрированного хе - лата н повышенной скорости жидкости, вызвавшей утончение трубы со стороны внутренней поверхности. Утонченно стенки трубы продолжалось до тех пор. пока напряжения, создаваемые нормальным внутренним давлением, по превысили сопро­тивление разрыву утонченной стенки трубы.

ПРИМЕР ИЗ ПРАКТИКИ 5.3_____________________________________

Промышленность: Химическая технология

Местоположение образца: Крыльчатка насоса для подачи питательной поды

Ориентация образца: Вертикальная

Срок службы, годы: 3

Программа водоочистки: Хелатная

Характеристики труб: Внутренний диаметр 8 дюймов (203 мм)

Материал: Бронза

Крыльчатка, показанная на Рнс. 5.5. была снята с пятой ступени насоса для подачи питательной воды. Видны обширные зоны общего износа. Места потери металла г принципе ограничены зонами высокой турбулентности, в частности кромками ло­пастей и суженной части на стороне нагнетания. В некоторых местах видны подко­вообразные раковины.

Тщательное обследование разрушенных поверхностен под сгереомикроскопом с

Литья. Хелатные добавки вызь крыльча тками из

ПРИМЕР ИЗ ПРАКТИКИ 5.4

Ориентация образца: Срок службы, годы:

Давление в барабане: Характеристики труб:

На Рис. 5,6 показано, как выглядит внутренняя поверхность 12-ти соседних цирку­ляционных труо, которые подверглись действию серьезной внутренней коррозии. Несмотря на то, что в течение 17 лет применяли одну п ту же программу обработки "Оды для дашюго котла, коррозия произошла в течение 7 месяцев.

По всему краю уровня воды в паросборнике, а также к камерах отделения пара, видны результаты точечной кислородной коррозии. Они служат свидетельством то­го, что в питательной воде был избыток растворенного кислорода. Слишком боль­шие концентрации кислорода совместно с присутствием хелатных добавок н приве­ли к наблюдаемой коррозии. На поверхности участков коррознопного разрушения га образовались ровные, закругленные и волнообразные онтуры повреждений и островки неповрежденного металла (Рис. 5,7) Вся внутренняя поверхность была слегка покрыта отложениями и оксидами же - ай и оксидов подвергшийся коррозии металл был покрыт й. Слой оксидов и отложений, покрывающий корродиро - иывает, что коррозия не всегда была активна и что, cjie- : перерывами, а не постоянно, можно предотвратить, строю контролируя уровень а. Решению проблемы может также способст - ка питательной воды.