МЕТАЛЛ ПАРОВОГО КОТЛА

ЩЕЛОЧНАЯ ХРУПКОСТЬ

Этот вид коррозии, называемый также к а у с т и ч е - с'boй хрупкостью, а также межкристаллитной кор­розией, иногда приводит к значительным повреждениям паровых котлов. Трещины возникают, например, в бара­банах у отверстий с развальцованными трубами, а так­же в развальцованных концах экранных и кипятильных труб. В отдельных случаях происходит значительное раз­рушение стенок барабанов.

В котлах старых конструкций отдельные элементы ба­рабанов соединены 'между собой не электросваркой, как у современных котлов, а заклепочными 'швами. Щелочная хрупкость заклепочных соединений может явиться причиной разрыва барабана.

При проверке заклепок барабана, проработавшего около 15 лет при давлении 20 ат, была обнаружена их коррозия по. изменению звука. После удаления головок заклепок оказалось, что их сечение было на три четверти разрушено коррозией. Экс­плуатация этого котла при таком состоянии барабана могла бы привести к разрыву последнего. У другого котла при ревизии было обнаружено, что несколько заклепок. на барабане ослабло, на что не обратили должного внимания. Вскоре после этого во время ра­боты котла произошел разрыв барабана, отдельные куски которого вылетели через крышу и упали в десятках метров от здания ко­тельного цеха. Котел был разрушен настолько, что его пришлось демонтировать.

Развитие щелочной хрупкости металла в паровом котле возможно прежде всего в том случае, когда в кот­ловой воде растворена щелочь; ею обычно является едкий натр. Воздействию щелочи на металл препятствует наличие накипи в трубах. Щелочной хрупкости не на* блюдалось у многих сильно изношенных котлов старой конструкции, работавших по нескольку десятилетий при накипном водном режиме. Однако, когда отдельные из этих котлов перевели на безнакипный режим с поддер^- жанием относительно высокой щелочности котловой

Воды, трещины, связанные со щелочной хрупкостью, по­явились уже после 1—2 лет эксплуатации.

Необходимым условием щелочной хрупкости являет­ся наличие в металле небольших начальных трещин или щелей; металл разрушается по границам зерен феррита, тежащих у этих щелей или трещин.

Разрушение вследствие щелочной хрупкости происхо­дит только в том случае, если металл подвержен. меха­ническим. напряжениям, которые способствуют постепен­ному увеличению щелей и трещин.

Механизм щелочной хрупкости точно не установлен. Считается, что она развивается за счет реакции

3Fe + 4Н20 = Fe304 - f - 4Н2.

В данной реакции едкий натр непосредственно не участвует. Разрушение металла происходит сначала очень медленно, а затем постепенно ускоряется.

При вырубании обнаруженных трещин металл легко выкрашивается. Иногда отдельные его куски можно да­же отламывать рукой. Создается представление, что эле­менты котла чрезвычайно хрупки, отчего такие повреж­дения и были названы щелочной или каустической хруп­костью.

В клепаных барабанах котлов старой конструкции этот вид коррозии возникает вследствие того, что закле­почные швы с течением времени теряют плотность и в образующиеся щели просачивается небольшое количе­ство котловой воды. Чаще. всего это происходит в ниж­них барабанах у трехбарабанных котлов, которые нерав­номерно омываются водой и сравнительно сильно изги­баются при растопке и прекращении работы котла. При этом котловая вода может просачиваться как в щели между склепанными стальными листами, так и в зазоры между листами и заклепками.

Три трехбарабанных котла, рассчитанных на давление 17 ат, с 1934 г. работали на накипном режиме. В 1950 г. была пущена натрий-катионитовая установка; котлы были переведены на безна - кипный режим и очищены от інакипи. Примерно через 1,5 года эксплуатации в котлах стали появляться повреждения заклепочных швов (рис. 60).

Возможно, что трещины в металле барабанов были и до вне­дрения безнакипного режима, поскольку условия работы металла были очень тяжелыми. Но эти трещины увеличились до опасных размеров лишь тогда, когда исчезла накипь и появилась корро­зия [Л. 4].

6* 83

Из этого примера нельзя, конечно, делать вывод о пе> лесообразности сохранения накипного 'режима котловой воды, при котором возникают другие трудности.

Щелочная хрупкость может появиться и у современ­ных котлов со сварными барабанами. В частности, под

Рис. 60. Разрыв обечайки котельного барабана по за­клепочному шву, разрушенному в результате щелочной хрупкости.

Действием щелочной хрупкости ускоряется расширение трещин тепловой усталости.

Весьма эффективным замедлителем процесса щелоч­ной хрупкости являются фосфиты, почти всегда вводи­мые в котловую воду. Они способствуют созданию ан­тикоррозионной пленки и замедляют разрушение стали.