Предупреждение АВАРИЙ ПАРОВЫХ КОТЛОВ

ПАРОВОДЯНАЯ КОРРОЗИЯ

В практике эксплуатации поверхностей нагрева паро­вых котлов встречается пароводяная коррозия, которая является результатом непосредственного химического взаимодействия металла и среды.

Пароводяная коррозия поверхностей нагрева котлов может иметь как равномерный, так и локальный характер. Равномерная коррозия, как правило, связана с образова­нием сплошной окалины в местах перегрева металла.

Пароводяная коррозия в пароперегревателях почти всегда равномерна, а в трубах котлов повреждения имеют разнообразную форму — от отдельных язвин (главным образом на обогреваемой стороне трубы) до сплошного разъедания металла.

Протекание равномерной пароводяной коррозии связа­но с чрезмерным ростом окисных пленок на перегретом металле вследствие взаимодействия с ним водяного пара. Локальные жё виды пароводяной коррозии обусловлены частичным разрушением защитных пленок вследствие вы­соких тепловых нагрузок [39], наличия частых теплосмен и нарушений водяного режима, в первую очередь по содер­жанию в питательной воде котлов соединений железа и меди.

На интенсивность пароводяной коррозии основное вли­яние оказывают рабочая температура и химический состав металла труб. Пароводяная коррозия возникает в трубах из углеродистой и малолегированной стали, при высокой температуре пара, когда температура металла превышает
500 °С, в кипятильных и экранных трубах в зоне ослаблен­ной циркуляции, при расслоении пароводяной смеси, за­стое пара и повышенном тепловосприятии на этих участ­ках.

При высоких тепловых нагрузках и дестабилизации нормального режима кипения пароводяная коррозия может развиваться самостоятельно, даже при отсутствии отложе­ний в экранных трубах и при питании котла водой соглас­но ГОСТ и ПТЭ.

Развитию кор. розии способствуют оксиды железа и дру­гие загрязнения, приносимые водой из питательного трак­та котла, вследствие чего происходит образование трещин с огневой стороны трубы, где наблюдается наиболее силь­ное наводораживание стали.

Язвенный вид пароводяной коррозии характерен выеда­нием металла на сравнительно небольшой площади огне­вой части труб преимущественно переходной зоны прямо­точных котлов, входных змеевиков перегревателей и других участков поверхностей нагрева, где наблюдаются большие колебания тепловых нагрузок [8].

Изображенный на рис. 10.1 случай пароводяной корро­зии в виде бороздок характерен для экранных труб бара­

Рис. 10.1. Язвенная пароводяная коррозия при высоких тепловых нагрузках и нарушениях цирку­ляции: ,

/ — металл; 2 — сварочный шов до разрушения; 3 — сварочный шов после разрушения; 4 — цепочки повреждений

Банных котлов при повышенных тепловых нагрузках. Де­фекты обнаруживаются вблизи сварочного шва (а) и на целом металле (б). Подобные цепочки повреждений, как правило, бывают покрыты рыхлым слоем оксидов металла.

На многих отечественных электростанциях с газомазут­ными котлами, котловая вода которых фосфатируется, в зоне максимальных тепловых нагрузок через 3—4 года эксплуатации наблюдается интенсивная локальная корро­зия в виде бороздок в местах сварки экранных труб.

На одной ТЭЦ в порядке опытной проверки вся экран­ная система, выполненная из стали 20 и подвергавшаяся подобному разрушению, была заменена трубами из стали 12Х1МФ. Замена нелегированной стали малолегированной не только не снизила интенсивность коррозии, но, наоборот, привела к большей ее локализации.

Пароводяная коррозия в некоторых случаях сопровож - ■ дается наводороживанием и обезуглероживанием повреж­денного металла.

Для предупреждения пароводяной коррозии следует осуществлять комплекс мероприятий с учетом конструкции котлов, параметров вырабатываемого пара и условий экс­плуатации.

Для предотвращения пароводяной коррозии в перегре­вателях при температуре выше 500 °С используются леги­рованные стали, так как легирующие присадки (молибден, хром и никель) существенно повышают стойкость к ползу­чести и коррозии металла. Следует также предотвращать чрезмерный местный перегрев пара и металла труб выше допустимой температуры для данной стали, а также обес­печивать нормальное качество воды и хорошую циркуля­цию в экранных и кипятильных трубах. В экономайзерах необходимо обеспечить равномерное распределение воды по змеевикам.

Если борьба с подшламовой коррозией предполагает в основном снижение выноса в котлы из питательного трак­та оксидов железа, то предупреждение пароводяной корро­зии требует еще обязательного воздействия на уровень тепловой нагрузки и (или) устранения нарушений гидро­динамики потока среды. В ряде случаев предотвращение коррозионных повреждений металла экранных труб вблизи стыков контактной сварки обеспечивалось путем выноса стыков из зон высоких теплонапряжеиий или только в ре­зультате качественной переварки их ручной электродуговой сваркой без подкладных колец.

Устранение коррозии труб — обводов горелок — в неко­торых случаях достигалось их ошиновкой с нанесением огнезащитного хромитного либо карборундового слоя либо изменением аэродинамики факела с оттяжкой его от экра­на и предотвращением наброса пламени на трубы.

Иногда с целью предупреждения пароводяной коррозии прибегают к реконструкции топочно-горелочных устройств и (или) изменению водно-химического режима.

Протекание пароводяной коррозии может контролиро­ваться рядом способов: проверкой состояния внутренней поверхности реальных труб по вырезкам коротких (около 600 мм) участков из различных зон котла примерно после годичного срока эксплуатации; оценкой состояния метал­ла специальных вставок после годичного срока их пребыва­ния в работающем котле; определением содержания водо­рода в питательной воде и паре работающего котла.

Важное значение имеет внутренний осмотр котлов при ремонтах, ревизиях, авариях и различных неполадках. Все аварии, возникающие из-за нарушений водного режима, должны быть расследованы и изучены с целью их предотвращения в дальнейшем.

В актах осмотров котлов необходимо отмечать: наличие отложений на поверхностях нагрева и их количество; цвет и толщину отложений; прочность сцепления отложений с поверхностью металла и их примерную твердость — спо­собность к удалению ножом и зубилом; способность отло­жений растворяться в 5 %-ном растворе соляной кислоты; вид коррозии — равномерный или неравномерный; пример­ное количество язвин (если они имеются), приходящихся на 1, м длины трубы. или на выделенную площадь внутрен­ней поверхности барабана котла: примерную глубину яз­вин; наличие отдулин в трубах.

Вырезки для контроля за пароводяной коррозией метал­ла прямоточных котлов закритических параметров пара и за отложением продуктов коррозии производят на участ­ках труб экономайзера (входная или выходная часть), переходной зоны, потолочного экрана, средней радиацион­ной части и нижней радиационной части.

Вырезки экранных труб барабанного котла производят­ся из нескольких зон — зоны с максимальной тепловой на­грузкой, зоны вскипания воды, зоны с вялой циркуляцией и зоны, возможного расслоения пароводяной смеси. После каждой вырезки следует оставлять образцы-свидетели для сравнения с образцами, которые будут вырезаться при по­следующих остановах.