Коррозионные повреждения экранных труб газомазутных котлов. Разрушение оксидной пленки на экранных трубах

Способ местного разрушения оксидной пленки. Разрушение оксидной пленки на экранных трубах

Степень - разрушение - оксидная пленка

Cтраница 1

Степень разрушения оксидной пленки определяется интенсивностью действия сил очистки на оксидную пленку и, главным образом, зависит от вида и величины действующей на оксидную пленку силы, а также от температуры. [1]

Хотя степени разрушения оксидной пленки сталей 12Х1МФ и Х18Н12Т при данных условиях очистки поверхности паровыми струями одного и того же порядка, все же ускоряющее действие очистки на коррозионно-эрозионный износ труб из разных сталей различное. Величина [ i, - при заданной мало зависит от температуры металла. [3]

Тенденция уменьшения степени разрушения оксидной пленки имеет место с увеличением времени работы экранных труб до 10 - 15 тыс. ч, после чего g стабилизируется на постоянном уровне. [4]

Относительно низкие значения степени разрушения оксидной пленки объясняются слабым воздействием водяной струи на оксидную пленку. Об этом свидетельствует существование на экранных трубах плотных золовых отложений небольшой толщины. С течением времени физико-химические характеристики этого слоя отложений стабилизируются на уровне, соответствующем параметрам работы системы водной очистки. [5]

Видно также, что степень разрушения оксидной пленки практически не зависит от температуры металла. [6]

Исходя из установленных значений степени разрушения оксидной пленки, нетрудно по формуле (5.14) рассчитать глубину износа экранных труб для различных условий работы или определить допустимое количество циклов очистки, либо продолжительность работы труб при заданной глубине износа. [7]

С использованием этих значений степени разрушения оксидной пленки рассчитаны ожидаемые глубины износа металла труб за 100 тыс. ч работы в тех же условиях, при которых были проведены испытания мембранных опытных участков. Плавниковые трубы экранов в условиях водной очистки при рабочей температуре металла 400 - 450 С и периоде очистки 12 ч изнашиваются в котле, сжигающем назаровский уго

pellete.ru

Степень - разрушение - оксидная пленка

Cтраница 1

Видно также, что степень разрушения оксидной пленки практически не зависит от температуры металла. [6]

Величина р, увеличивается с увеличением как степени разрушения оксидной пленки, так и количества циклов очистки. На ц сильно влияет также показатель степени окисления п, который в свою очередь зависит, главным образом, от марки стали и состава продуктов сгорания топлива. [9]

Анализ полученных данных показывает, что при степени разрушения оксидной пленки 0 4 - 0 6 процесс износа труб из стали 12Х1МФ при комбинированной очистке ускоряется в 4 7 - 6 3 раза. [11]

На рис. 12 - 19 приведена зависимость степени разрушения оксидной пленки от температурного перепада в металле при водяной обдувке трубчатых образцов. Степень разрушения оксидной пленки была рассчитана на основе максимальной глубины износа. Из представленных графиков следует, что с увеличением температурного перепада в металле величина непрерывно повышается и приближается к единице. [12]

На рис. 12 - 26 представлена зависимость степени разрушения оксидной пленки от радиуса обмывки при различных температурах металла. Из этих данных видно, что сопротивляемость оксидных пленок, образующихся на поверхности труб из сталей 12Х1МФ иХ18Н12Т ктер-мическому воздействию водяной струи почти одинакова и практически не зависит от температуры металла. [13]

На рис. 12 - 18 приведена зависимость степени разрушения оксидной пленки сталей 12Х1МФ и Х18Н12Т от удельного силового импульса паровой струи. Величина g была рассчитана на основе максимальной измеренной глубины износа. [15]

Страницы: 1 2 3 4

www.ngpedia.ru

Степень - разрушение - оксидная пленка

Cтраница 3

Характер влияния перепада температуры в стенке, трубы из сталей 12Х1МФ и 12Х18Н12Т на интенсивность износа согласуется общей схемой износа на рис. 5.1 и 5.3, степень разрушения оксидной пленки непрерывно повышается и приближается к единице. [31]

На рис. 5.17 а приведено изменение глубины износа экранных труб из стали 12Х1МФ сланцевого котла от времени при различных периодах между циклами очистки, температурах металла и степенях разрушения оксидной пленки. Интенсивность износа увеличивается с увеличением температуры наружной поверхности труб и степени разрушения оксидной пленки и снижается с увеличением периода между циклами очистки. Что касается зависимости глубины износа от времени работы труб, то она увеличивается с ростом продолжительности работы котла прямолинейно. [32]

На рис. 5.5 и 5.6 приведены результаты решения уравнения (5.14) в виде зависимости длительности работы труб из стали 12Х1МФ, необходимые для достижения заданной глубины износа, от температуры наружной поверхности и периода между циклами очистки поверхности нагрева при двух степенях разрушения оксидной пленки применительно к условиям сжигания эстонских сланцев и назаровского бурого угля. [34]

Из-за быстрого убывания динамического напора по оси струй трубы в ширме при паровой-обдувке наиболее эффективно очищаются от золовых отложений лишь в зонах активного действия струи. Степень разрушения оксидной пленки быстро уменьшается с увеличением эффективного радиуса обдувки и на небольших расстояниях от оси движения обдувочного аппарата может иметь большие значения. Поэтому в зонах активного действия обдувочной струи обычно имеет место и интенсивный износ труб. [36]

На рис. 12 - 22 приведены кривые изменения степени разрушения оксидной пленки от радиуса обдувки ширмы и от динамического напора струи при различных температурах металла. Видно, что степень разрушения оксидной пленки из-за непрерывного уменьшения динамического действия паровой струи на поверхность с увеличением радиуса обдувки быстро убывает. [37]

Видно, что максимальное допустимое число циклов очистки для достижения заданной глубины износа с повышением температуры металла быстро уменьшается. Сильное влияние на пгмакс оказывают также степень разрушения оксидной пленки и коррозионная активность отложений золы. [38]

Отметим, что изложенный метод позволяет также рассчитать длительность работы металла либо максимальное допустимое количество циклов очистки по радиусу обдувки поверхности нагрева и тем самым прогнозировать, например, межремонтные териоды. Для этого необходимо задаваться закономерностью изменения степени разрушения оксидной пленки по радиусу обдувки. [39]

Интенсивность коррозионно-эрозионного износа труб поверхностей: нагрева при прочих равных условиях зависит, как отмечалось выше, от степени разрушения оксидной пленки. Поэтому большой практический интерес представляет знание влияния способа очистки на степень разрушения оксидной пленки. [41]

Представленные на рис. 5.5 и 5.6 данные являются общей характеристикой коррозионно-зрозионного износа труб поверхностей нагрева котла и позволяют определить количественные связи между отдельными величинами. Из этих рисунков следует, что продолжительность работы труб для достижения заданной глубины износа резко увеличивается с увеличением периода между циклами очистки, со снижением температуры металла и степени разрушения оксидной пленки. Также выясняется существенное влияние характеристики топлива на интенсивность износа труб. [42]

Трубы из аустенитной стали 12Х18Ш2Т из-за более высокого значения показателей степени окисления являются менее чувствительными к водной очистке. При степени разрушения оксидной пленки 0 2 - 0 3 износ труб из стали 12Х18Н12Т ускоряется в 3 - 4 5 раза. [43]

На рис. 5.24 приведено изменение глубины износа в течение года при различных температурах наружной поверхности труб. Заметно, что глубина износа в ширме с увеличением радиуса очистки монотонно убывает. Интенсивность износа с повышением температуры металла резко увеличивается. На этом рисунке представлена также зависимость степени разрушения оксидной пленки от радиуса очистки ширм при различных температурах металла. Видно, что сопротивляемость оксидной пленки, образующейся на поверхности сталей 12Х1МФ и 12Х18Н12Т, к термическому воздействию водяной струи почти одинакова и практически не зависит от температуры металла. Имеет место резкое уменьшение степени разрушения оксидной пленки с увеличением расстояния от оси движения обмывочного аппарата. [45]

Страницы: 1 2 3 4

www.ngpedia.ru

Высокотемпературная коррозия и повреждения экранных труб

Отдельный вопрос: высокотемпературная газовая коррозия. Высокотемпературная газовая коррозия экранов происходит под воздействием газовой среды. Одной из причин, обуславливающих быстрое протекание коррозионных процессов является высокая температура стенки. Существенную роль в ускорении коррозии играют тепловые потоки: чем они выше, тем больше градиент температуры по толщине наружных отложений, тем больше вероятность образования жидких расплавов в отложениях. Коррозионный процесс резко ускоряется при наличии восстановительной среды около поверхности экранов, тем более при набросе факела на экран. В этом случае протекает сероводородная коррозия с образованием сульфида FeS. Последний непроницаем для атомарного водорода, диффундирующего через стенку трубы, в связи с чем наводороживание металла стенки значительно ускоряется. При повышенных присосах воздуха в топку, когда в горелки подается меньше воздуха, положение в отношении восстановительной среды у ограждений топки существенно усугубляется.

Обычная углеродистая сталь при нагреве выше 600 оС довольно быстро окисляется и покрывается продуктами газовой коррозии, так называемой газовой окалиной. Окалина имеет сложное строение. На рисунке схематически представлено поперечное сечение слоя оксидов.

На поверхности металла образуется окалина, состоящая из слоев FeO, Fe3O4 и Fe2O3. Наиболее близкий к металлу слой содержит низшую степень окисления (оксид FeO), наиболее удаленный слой – наивысшую (Fe2O3). Защитным для железа является слой, только непосредственно прилегающий к металлу. Другие слои настолько пронизаны сетью мелких и крупных трещин, пор, отслоений, что не являются существенным препятствием для проникновения кислорода.

Процесс окисления протекает следующим образом. Вначале на чистой поверхности металла происходит физическая адсорбция кислорода, которая приводит к ослаблению связей между атомами в молекуле кислорода. Молекулы диссоциируют, и атомы кислорода оттягивают электроны от атомов металла. Наступает стадия химической адсорбции, когда смещение электронов к кислороду с образованием О2− равносильно образованию зародышей оксида. Таким образом, при взаимодействии кислорода с металлом образуется оксидная пленка.

Коэффициент термического расширения оксида, как правило, значительно ниже, чем для чистого металла. Вследствие этого резкие колебания температуры способствуют возникновению добавочных внутренних напряжений и механическому разрушению оксидной защитной пленки.

Хотя в мазуте содержится в 100-300 раз меньше золы, чем в твердом топливе, поверхности нагрева мазутных котлов очень быстро заносятся из-за образования легкоплавких соединений. Большое осложнение вызывает наличие в золовых отложениях пятиокиси ванадия. Кроме образования расплавов с низкой температурой плавления, пятиокись ванадия ускоряет процесс коррозии еще и потому, что служит катализатором в реакции окисления железа. Интенсивная высокотемпературная газовая коррозия проявляется там, где тепловые потоки достигают 500 кВт/м2. Следовательно, для котлов КрТЭЦ необходимо учитывать возможность и наружной коррозии экранов.

Сжигание некачественного мазута приводит к существенному нарушению топочного режима с догоранием топлива на экранах, где образуются коррозионно опасные отложения ванадатов и оксидов ванадия, оксида и сульфата кальция, сульфида железа. В результате ускоряются процессы наводораживания и разрушения металла экранных труб.

Как известно, процесс наружной коррозии труб отличается двумя характерными признаками: поперечными рисками и "уплощением" по лобовой образующей. Если природа "уплощения" очевидна и однозначно связывается с превышением температуры металла выше 585 оС, то по вопросу возникновения рисок существует несколько точек зрения. ОРГРЭС высказано предположение о протекании процессов усталостного характера, связанных с возникновением циклических напряжений в связи с пульсацией факела и соответствующими колебаниями температуры металла.

Hа котлах разных типов ОРГРЭС была осуществлена осциллографическая запись температуры металла труб HРЧ при различных режимах работы котлоагрегата. Регистрация температуры металла выявила наличие пульсации с периодом 15 с при амплитуде колебаний в 10-12 оС.

Опасность перегрева металла вызывает необходимость регулярного удаления из радиационных поверхностей нагрева внутренних отложений. Такой режим эксплуатации позволяет избежать повреждений труб из-за перегрева, но не исключает повреждений из-за наружной коррозии, сопровождающейся образованием глубоких поперечных рисок. Природа их возникновения связана с протеканием процессов усталостного характера, зависящих от пульсации факела и соответственно колебаний температуры металла труб со стороны, обращенной в топку. Влияние циклических температурных напряжений на срок службы труб HРЧ резко возрастает с увеличением общего температурного уровня труб. Так, наблюдаются случаи, когда трубы, расположенные в зоне максимальных тепловых потоков и работающие при температуре металла от 500 до 570 оС, подвергаются замене через каждые 20 тыс.ч.

Hа котлах ТП-230 Николаевской ТЭЦ вскоре после реконструкции горелок начали происходить хрупкие разрывы экранных труб в зонах, совпадающих с направлением факелов мазутных форсунок. Разрушения носили межкристаллитный характер. Утонения стенки труб в местах разрывов отсутствовало. Металл у внутренней поверхности труб был в значительной степени обезуглерожен. Случаи однотипных хрупких разрушений экранных труб (после реконструкции горелочных устройств) отмечались на разных типах котлов высокого давления. На котлах давлением 11 МПа подвергались коррозии в основном экранные трубы чистых отсеков, а на котлах давлением 15.5 МПа большинство повреждений приходилось на солевые отсеки.

В это время ряд исследовательских и наладочных организаций обратил внимание заводов-изготовителей на необходимость снижения локальных тепловых нагрузок на топочные экраны. Однако положение ухудшилось из-за снижения числа горелочных устройств с существенным увеличением их единичной производительности.

algoritmist.ru

Разрушение окисных пленок - Справочник химика 21

На рис. 49 приведены различные типы разрушений окисных пленок при их росте на металлах. Пузыри (рис. 49, а) образуются [c.77]

Рис. 49. Типы разрушений окисных пленок при их росте на металлах

Растрескивание на углах (рис. 49, е) и крутых изгибах поверхности приводит к более быстрому окислению острых выступов и часто служит началом разрушения окисной пленки с отслаиванием. [c.79]

Некоторые типы разрушений окисных пленок приведены на(рис.З [c.11]

Это наиболее быстрый способ очистки (10—18 час.), применение которого значительно сокращает сроки ремонта и исключает необходимость применения наиболее вредной механической очистки с турбинками. Существенным недостатком этого способа по сравнению с механическим является большой износ печных труб, что объясняется интенсивным окислением металла кислородом воздуха при высоких температурах выжига. Наличие водяного пара усиливает это окисление, а большие скорости движения паровоздушной смеси в трубах приводят к разрушению окисной пленки, вследствие чего металл оголяется и вновь окисляется. Поэтому применение данного способа требует большой осторожности. [c.290]

Расплавленные частицы напыляемого металла при металлизации подвергаются значительному окислению. Окисленная поверхность частиц металла обладает значительной хрупкостью и высокой температурой плавления. Для того чтобы обеспечить разрушение окисной пленки, а следовательно, и прочное сцепление напыляемого металла с металлизируемой поверхностью, распыление металла необходимо проводить с большой скоростью при достаточно высокой температуре. [c.154]

Прирост тока растворения только вследствие зачистки и обнажения свежей поверхности в местах разрушения окисной пленки достаточно невелик (по данным [24 ], максимальные изменения емкости и сопротивления алюминиевого электрода не превышали соответственно 30 и 10%), поэтому увеличение тока растворения можно отнести целиком за счет механохимического эффекта. [c.146]

Это приводит к разрушению окисных пленок, обусловливающих пассивное состояние. В практике отмечены случаи, когда после бури под действием солей изоляторы теряют свои свойства и становятся проводниками тока при наличии небольшого количества воды. [c.10]

Н2О. в промышленных и морских атмосферах алюминиевые сплавы подвергаются коррозии вследствие разрушения окисных пленок. Коррозионная стойкость алюминия и его сплавов зависит от чистоты обработки металла. Наибольшей коррозионной стойкостью обладает алюминий с отшлифованной и отполированной поверхностью. Царапины, надрезы, раковины, поры усиливают процесс разрушения алюминиевых сплавов. [c.73]

Реальные металлические поверхности покрыты окисными пленками, однако сцепление при термокомпрессии возможно и в этом случае. При давлениях, превышающих предел текучести металла (имеющих место на вершинах микровыступов уже при небольших сдавливающих усилиях), металл выступов начинает течь. Более твердая пленка окисла при пластическом течении металла растрескивается, металл продавливается в трещины, образуя участки металлического контакта с описанным выше механизмом сцепления. Однако, если приложенному механическому усилию не сопутствует значительный нагрев зоны сварки, то остаточные упругие напряжения разорвут сварной шов. Чем выше температура, тем при меньших давлениях начинается сцепление, так как облегчается разрушение окисных пленок. Твердость ковкого металла проволоки существенно уменьшается, а твердость окисных пленок с ростом температуры меняется мало. При нагреве в результате увеличения пластичности металла легче образуются большие поверхности соприкосновения, и снимаются разрушительные для шва внутренние механические напряжения. [c.20]

В первом случае при увеличении пластической деформации происходит оттеснение металла покрытий в процессе трения в стороны от мест контакта. Многократные пластические деформации приводят к усталостному разрушению поверхностей трения. Под воздействием этих деформаций наблюдается разрушение окисных пленок на поверхности контакта. В местах разрушения металла покрытия появляются локальные зоны схватывания, которые за короткий промежуток времени перерастают в спонтанные. [c.9]

При взаимодействии магния с водой наряду с конденсированной окисью или гидроокисью магния образуется газообразный продукт реакции — водород, который может существенно влиять на характер воспламенения и горения. Переход реакции с поверхности в объем после гетерогенного воспламенения сопровождается разрушением окисной пленки от поверхности частицы поднимается облако хлопьев, которое бистро увеличивается до определенного размера. Отношение диаметра облака к начальному диаметру частицы составляет 2,0—2,2. После выгорания магния из хлопьев образуется твердый скелет ветвистого строения — коралл . [c.257]

Г орение алюминия в водяном паре. Воспламенение алюминия в водяном паре происходит гетерогенно. Выделяющийся при реакции водород способствует разрушению окисной пленки при этом жидкая окись (или гидроокись) алюминия разбрызгивается в виде капель диаметром до 10—15 мкм. Такие разрушения окисной оболочки периодически повторяются. Это говорит о том, что значительная доля металла сгорает на поверхности частицы. [c.257]

Экспериментально установлено, что ювенильный металл, обнажающийся после разрушения окисных пленок, в связи с действием растягивающих напряжений значительно более аноден, чем металл, покрытый пленкой окислов Далее, микроэлектрохимическими методами было выяснено [132], что особо резкое снижение электродного потенциала (в некоторых случаях до 200 мв) происходит на дне концентраторов напряжения. В связи с этим можно ожидать усиленное коррозионное разъедание дна концентратора напряжений, что и было нами подтверждено экспериментально (см. VI—5). [c.31]

Состав электролита, и в особенности характер аниона, существенно влияют на скорость анодной реакции. Анион может либо нарушать пассивное состояние (в результате разрушения окисных пленок или адсорбционного вытеснения кислорода с поверхности металла), либо способствовать наступлению пассивности вследствие специфической адсорбции, или залечиванию дефектных мест в окисных пленках. [c.65]

На ранних стадиях развития науки о коррозии предполагали, что активирующее действие агрессивных ионов, и в частности ионов хлора, связано с разрушением окисных пленок. Однако оказалось, что механизм действия этих ионов является более сложным. Активирующее влияние агрессивных ионов можно наблюдать и в тех случаях, когда поверхность металла освобождена практически от фазовой пленки. Наиболее вероятным является непосредственное участие анионов в элементарном акте ионизации металла. Эта идея развивается в работах Колотыркина с сотр. [5]. [c.28]

Не менее важен вопрос взаимодействия жидкой среды с рабочей поверхностью металла при гидроэрозии. Как известно, детали многих машин работают в условиях, когда механический фактор оказывается недостаточным для разрушения металла. В этом случае эрозия развивается в основном за счет разрушения окисных пленок, которые обладают меньшей механической прочностью, чем основной металл. Подобные условия характеризуются продолжительным сроком службы деталей машин, так как интенсивность разрушения металла в данном случае зависит от скорости образования окисных пленок и их механической прочности. [c.55]

Распределение потенциалов по поверхности электродов элемента медь — железо показано на рис. 44. Кривые распределения потенциалов еще раз подтверждают сделанный выше вывод о том, что железный анод в тонком слое 0,1-н. раствора хлористого натрия совершенно не поляризуется. Наблюдается лишь некоторое разблагораживание потенциала у границы контакта, что связано с разрушением окисной пленки, образованной на воздухе. Потенциал же катода (меди) меняется сильно, сдвигаясь в область все более положительных значений по мере удаления от границы контакта электродов. Наиболее сильное изменение потенциала происходит вблизи контакта с увеличением расстояния от места соединения металлов кривая приобретает все более пологий вид. [c.102]

Тот факт, что скорость реакции возрастает со временем, можно объяснить постепенным физическим разрушением окисной пленки вследствие проникания водорода, а также вследствие постепенного растворения окисла в металле. Ив этом случае теория окисной пленки, по-видимому, лучше объясняет наблюдаемые факты, чем теория трещин. [c.221]

Аналогичный характер носит коррозионное разрушение металла в неводных жидкостях в присутствии кислорода воздуха, с той лишь разницей, что индукционный период может быть более длительным, а коррозия металла, после разрушения окисной пленки протекает с меньшей интенсивностью, чем в присутствии сероводорода, На практике индукционный период в разрушении металла отмечен лишь в начальный период заполнения емкостей топливом. В дальнейшем коррозионный процесс идет на постоянно окисленной поверхности. [c.351]

Опыт 4. Разрушению окисной пленки в большой степени способствуют ионы хлора. В пробирку со слабым раствором хлорной меди опускают кусочек алюминиевой проволоки и наблюдают выделение водорода и хлопьев меди [c.273]

Исследования, проведенные И. Я. Клиновым, показали, что химическая стойкость алюминия зависит, помимо термической и механической обработки, от его чистоты. Вредными примесями являются железо и медь, которые благоприятствуют разрушению окисной пленки, защищающей от коррозии. Поэтому надо применять алюминий с минимальным содержанием железа 0,01% при полном отсутствии меди. [c.199]

Повышение температуры до 1000 приводит к ускорению процесса окисления сплава, которое в наиболее окислительной атмосфере (воздух) сопровождается разрушением окисной пленки ЫЮ-СггОз (табл. 10) по мере ее роста (окисление по линейному закону), что связано, по-видимому, с большой хрупкостью пленки в данных условиях. Это обусловливает высокие значения энергии активации процесса в интервале температур 900—1000 (табл. 6), [c.33]

Линейная закономерность характерна для окисления, протекающего с постоянной скоростью. При этом происходит разрушение окисных пленок и наблюдается значительная потеря металла (рис. 1). [c.194]

Разрушение окисных пленок при линейной зависимости окисления связано с образованием , [c.194]

Выделение газа приводит, как это действительно наблюдает ся, к отделению видимой пленки от поверхности электрода, причем эта поверхность с виду становится чистой. Толстый неплотно прилегающий слой уменьшил истинную поверхность электрода, но он не является необходимым для поддержания пассивного состояния. Оставшаяся тонкая невидимая пленка плотно пристает к аноду и с трудом подвергается воздействию кислот. Так как находящийся под этой пленкой металл уже не может растворяться, то он ведет себя во всех отношениях как благородный, химически устойчивый металл. Однако катодная обработка в любой ее форме приводит к разрушению окисной пленки поверхность металла снова обнажается, и он переходит в активное состояние. Повышение температуры увеличивает растворимость соли металла и таким образом затрудняет образование видимой пленки наступление пассивности при этом задерживается. [c.656]

Характер растворения поверхности алюминиевого электрода зависит от факторов, способствующих разрушению окисной пленки, в частности от концентрации галоидов и величины анодной плотности тока, с возрастанием которых увеличивается площадь анодных участков, на которых протекает процесс, и местное растворение стремится перерасти в общее. [c.56]

Стойкость нержавеющих сталей против коррозии при переменной нагрузке объясняется их эффективно действующими поверхностными пленками. За начальным процессом разрушения окисной пленки, за ее залечиванием , а также за эффективностью действия ингибиторов можно следить по измерению потенциалов. [c.49]

Аргонная среда способствует разрушению окисных пленок алюминия, образующихся на поверхности сварочной ванны. [c.245]

Чем выше содержание углерода в стали, тем больше скорость коррозии. Такое влияние углерода объясняется тем, что он легко окисляется до СО и СОг, способствуя разрушению окисной пленки металла. [c.28]

Л. В. Ницберг, С. В. Якубович, Я. М. Колотыркин [31], рассматривая окрашенную металлическую поверхность как трехфазную систему лакокрасочное покрытие — окисная пленка — металл, считают, что защитное действие покрытия основано на ограничении диффузии агентов, вызывающих разрушение окисной пленки, а следовательно, на разблагоражива-нии потенциала на поверхности металла, т. е. торможении коррозионного процесса. [c.27]

Процесс коррозии может сопровождаться разрушением окисной пленки в результате трения или абразивного износа металла движушимся быстро потоком жидкости или газа, содержащим твердые частицы. В этом случае процесс коррозии не тормозится защитной пленкой, и разрушение развивается очень быстро. [c.75]

Как указывалось, существенно затрудняет процесс воспламенения металла существование на поверхности металлической частицы диффузионного барьера в виде пленки окисла, образующейся при предпламенном окислении. Во многих случаях для воспламенения требуется предварительное.разрушение окисной пленки. Поэтому воспламенение металлов может происходить не только из-за срыва теплового равновесия, но и вследствие разрушения дуффузи-онного барьера. Температура, когда теряются защитные свойства окисной пленки, названа Меллором и Глассменом переходной температурой [37]. Разрушение окисной пленки является обязательным условием воспламенения для металлов с ф>1. Для металлов с фдостаточным условием воспламенения является срыв теплового равновесия. [c.244]

Окисная пленка на поверхности меди иногда суш ественно снижает адгезионную прочность. Для отверждения некоторых электроизоляционных лаков на основе полиорганосилоксанов требуется длительный прогрев при высокой температуре (около 200 °С). При зтоы на медной подложке образуется, очевидно, толстая окисная пленка. Эта пленка оказывается слабым местом системы. Отслаивание медной фольги от электроизоляционных лаков сопровождается разрушением окисной пленки, и на поверхности лака остается часть этой пленки, что хорошо видно невооруженным глазом. Сопротивление отслаиванию при этом оказывается очень низким. [c.314]

Конструкция паяльника. Ввиду того, что в принципе ультразвуковой пайки лежит разрушение окисной пленки в жидком припое под действием кавитации, важнейшими характеристиками преобразователя являются частота и интенсивность колебаний. Исходя из того, что частота должна быть относительно низкой и преобразователь должен хорошо выдерживать высокие температуры нагрева, наиболее подходящим типом преобразоватепя, как это отмечалось выше, является магнитострикционный. На рис. 122 показано устройство паяльника. [c.212]

При использовании описанного метода струеударных испытаний наблюдается некоторое изменение в закономерности разрушения металла. Для образцов, подвергнутых предварительному воздействию коррозионной среды, период накапливания деформаций заметно уменьшается (см. табл. 12), что указывает на рост интенсивности разрушения металла опытных образцов (рис. 37). По характеру разрушения образцов можно судить о том, что в начальный период происходит быстрое разрушение окисных пленок и деформирование микроучастков основного металла. Поверхно- стный слой, ослабленный коррозией, разрушается быстрее, чем последующие слои металла. Поэтому на образцах, подвергнутых предварительному воздействию коррозионной среды, инкубационный период выявляется слабо. На этих же образцах стали, не подвергнутых коррозионному воздействию, инкубационный период более продолжителен. [c.66]

Изготовление образцов должно быть стандартизовано. Следует контролировать содержание кислорода, температуру среды и скорость ее движения. Успешно применяются статистические методы,, но при условии глубокого понимания предмета исследования. Например, при исследованиях питтинга, если вероятность возникновения поражений низка, то с помощью малых образцов нельзя надежно установить наличие поражений. Если металл должен применяться в виде больших листов, то одно-единственное точечное поражение может стать причиной сквозной перфорации, тогда как предложенная выше методика испытаний указала бы на стойкость металла. При испытаниях на коррозионное растрескивание и-образных образцов часто получают результаты, отличающиеся от соответствующих результатов испытаний образцов, подвергавшихся однор( ному растяжению, так как в последних создавались возрастающие напряжения. Различия во времени до разрушения могут дата совершено искаженную информацию о склонности к коррозионному растрескиванию, если, например, толщина окисной пленки неодинакова на всех образцах, поскольку для разрушения окисной пленки может потребоваться значительно более длительное время, чем для развития трещины. Небольшие отличия pH в средах для испытаний могут вызвать ошибочные результаты, так как окисная пленка может удаляться с самыми различными скоростями при изменениях pH в узких пределах. [c.206]

Степень чистоты металла. Наиболее опасны для алюминия иримеси железа, меди, цинка и кремния [3—5, 7]. Железо мало растворимо в алюминии и, если содержание его в металле превышает 0,2%, выделяется в виде свободной фазы кристаллов РеА .,. Эти кристаллы способствуют разрушению окисной пленки, образующейся на поверхности металла и тем самым нарушают ее защитные свойства [3. Кремний с алюминием не дает химического соединения и при охлаждении отливки выделяется в свободном состоянии. Действие его на окисную пленку, по-видимому, аналогично действию кристаллов ГеА1з. Небольшие добавки меди резко снижают коррозионную стойкость алюминия. Возможно, это связано с выпадением фазы СиА12, которая располагается по границе зерен твердого раствора [7]. [c.149]

По способности активировать алюминий анионы могут быть расположены в ряд СГ, Вг, 1 , СЮ4, МОз [45]. Способность к анодному активированию алюминия у анионов Р , 504, КО , ОН" весьма мала. Активирующее действие хлоридов связано с разрушением ими окисной пассивирующей пленки за счет адсорбции хлор-иона пленкой и вытеснения из нее кислорода или адсорбции на открытых участках поверхности металла, препятствующей образованию окислов [36], при достижении определенного потенциала. Адсорбированный хлор может образовывать с алюминием хемосорбционные соединения (типа А1С1з). Продукты гидролиза хемосорбционного соединения в свою очередь способствуют депассивации металла. Скорость разрушения окисной пленки возрастает при уменьшении радиуса анионов (иода, брома и хлора) и возрастании пептизирующей способности в отношении к А1(0Н)з [177]. [c.56]

После ооприкосновения контактов должно произойти как бы перекатывание подвижного контакта по неподвижному. Так как контактная пружина создает определенное нажатие в контактах, при перекатывании происходит разрушение окисных пленок, которые могут образоваться на поверхности контакта. Это обеспечивает [c.72]

chem21.info

Характер повреждения экранных труб газомазутных котлов

Анализ сканограмм показывает, что в трещине на свежеобразованной поверхности в первую очередь образуются оксиды железа, а затем остальные соединения. Постепенно в полости трещины накапливается углерод, наличие которого обусловлено органическими примесями, присутствующими в котловой воде. Распределение меди в отложениях весьма неравномерно (превышение фонового содержания на профилограмме от 4 до 55 крат. Содержание фосфора в отложениях значительно превышает его концентрацию в стали, поэтому никаких сомнений нет в том, что это следствие фосфатирования котловой воды. При этом отмечалось одновременное повышение локального содержания фосфора и натрия. Более того, при повышении пиков фосфора и натрия пики интенсивности меди уменьшались. Образование зон с повышенным содержанием P, Na, Mg, их чередование с зонами больших концентраций Zn и Fe, на границе между которыми располагаются пики Cu, подтверждают временной характер образования отложений и указывает на основной источник поступления в систему перечисленных выше элементов - питательную воду.

Коррозионно-усталостные трещины обычно межкристаллитны. Они часто ветвятся, и вблизи основной трещины на поверхности металла нередко можно видеть несколько других. Усталостные трещины также транскристаллитны, но появление более одной главной трещины крайне редко.

При коррозионной усталости на поверхности металла могут образовываться коррозионные питтинг-язвы, от которых берут начало трещины, хотя питтинг не обязательно предшествует коррозионно-усталостному разрушению. Если материал взаимодействует с коррозионной средой в отсутствие оксидной пленки или пленки продуктов коррозии, то появляется возможность коррозионно-усталостного разрушения.

В результате проведенных исследований можно полагать, что механизм развития трещин на внутренней поверхности экранных труб в процессе эксплуатации является в основном деформационно-коррозионным. Первоначально микротрещина (или их сетка) образуются в оксидной пленке на поверхности стали. Это может вызываться повышенным механическим или термическим (особенно, циклическим) нагружением (например, при растопке, расхолаживании котла, пульсирующем факеле и т.п.) вследствие различных коэффициентов термического расширения у металла и покрывающей его защитной пленки. Для условий работы газомазутных котлов с высокими тепловыми нагрузками на экраны наиболее вероятной причиной повреждений оксидных пленок является нарушение нормального режима кипения с возникновением частых и значительных теплосмен в зоне поочередного образования и смыва парового слоя на внутренней поверхности трубы вдоль образующей, наиболее выступающей в сторону факела.

После повреждения защитной пленки на поверхности металла интенсивно протекают коррозионные процессы и развитие трещин существенно облегчается за счет активного наводораживания (охрупчивания) стали и направленной диффузии различных элементов (соединений) из котловой воды. Особое значение при этом имеет свойственная газомазутным котлам совокупность высоких тепловых нагрузок на экранные трубы и наличия на их внутренней поверхности опасных (пористых, малотеплопроводных) отложений. В последних может происходить глубокое упаривание котловой воды с чрезмерным (до 1000-100000) концентрированием у поверхности металла различных, в том числе коррозионно активных примесей.

Следует отметить, что питтинговая коррозия и коррозионная усталость имеют одну и ту же общую особенность. В обоих случаях материал практически в целом остается невредимым, а область влияния приложенных напряжений или поражения ограничивается очень небольшими участками поверхности металла.

Исследованиями ЦКТИ и испытаниями НИИТЭ установлено, что обычные феррофосфатные отложения имеют низкую теплопроводность, большую пористость. Они, как уже отмечалось, не обладают защитными противокоррозионными свойствами и способствуют дестабилизации нормального режима кипения. В результате с лобовой стороны трубы вдоль образующей, наиболее выступающей в сторону факела, образуется периодически смываемый потоком среды "ползущий" паровой слой, и протекает процесс пароводяной коррозии. Из-за образования паровой пленки металл подвергается периодическим локальным перегревам. Следует учитывать, что коррозионные повреждения экранных труб могут происходить при тепловых потоках ниже критических, если созданы условия для нарушения гидродинамики потока пароводяной смеси, глубокого упаривания котловой воды с концентрированием в пристенном слое ее примесей.

Следует обратить внимание, что повышенное содержание меди в отложениях - до 12%, подтверждает высокий уровень тепловых нагрузок на экраны котлов. При этом в отложениях часто присутствует много оксида кальция (более 20%). Кальциевые отложения также отличаются малой теплопроводностью, что в свою очередь приводит к перегреву металла труб.

algoritmist.ru

Коррозионные повреждения экранных труб газомазутных котлов

Наиболее активно коррозия экранных труб проявляется в местах концентрирования примесей теплоносителя. Сюда относятся участки экранных труб с высокими тепловыми нагрузками, где происходит глубокое упаривание котловой воды (особенно при наличии на испарительной поверхности пористых малотеплопроводных отложений). Поэтому в отношении предупреждения повреждений экранных труб, связанных с внутренней коррозией металла, нужно учитывать необходимость комплексного подхода, т.е. воздействия как на водно-химический, так и топочный режим.

Повреждения экранных труб в основном носят смешанный характер, их условно можно разделить на две группы:

1) Повреждения с признаками перегрева стали (деформация и утонение стенок труб в месте разрушения; наличие графитных зерен и т.д.).

2) Хрупкие разрушения без характерных признаков перегрева металла.

На внутренней поверхности многих труб отмечены значительные отложения двухслойного характера: верхний - слабосцепленный, нижний - окалинообразный, плотно сцепленный с металлом. Толщина нижнего слоя окалины составляет 0.4-0.75 мм. В зоне повреждения окалина на внутренней поверхности подвергается разрушению. Вблизи мест разрушений и на некотором удалении от них внутренняя поверхность труб поражена коррозионными язвинами и хрупкими микроповреждениями.

Общий вид повреждений свидетельствует о тепловом характере разрушения. Структурные изменения на лобовой стороне труб - глубокая сферидизация и распад перлита, образование графита (переход углерода в графит 45-85%) - свидетельствует о превышении не только рабочей температуры экранов, но и допустимой для стали 20 500 оС. Наличие FeO также подтверждает высокий уровень температур металла в процессе эксплуатации (выше 845 оК - т.е. 572 оС).

Хрупкие повреждения, вызванные водородом, обычно происходят в зонах с мощными тепловыми потоками, под толстыми слоями отложений, и наклонных или горизонтальных трубах, а также на участках теплопередачи рядом с подкладными кольцами сварных швов либо другпмии устройствами, препятствующими свободному движению потоков..Опыт показал, что повреждения, вызванные водородом, происходят в котлах, работающих под давлением ниже 1000 фунт/кв. дюйм (6.9 МПа).

Повреждення под действием водорода обычно приводят к разрывам с толстыми краями. Другие механизмы, способствующие образованию разрывов с толстыми краями, это коррозионное растрескивание под напряжением, коррозионная усталость, разрывы под действием напряжений, а также (в некоторых редких случаях) сильнейший перегрев. Может оказаться затруднительным визуально отличить разрушения, вызванные водородным повреждением, от других видов разрушений, однако здесь могут помочь некоторые их особенности.

Например, водородное повреждение почти всегда связано с образованием раковин в металле (см. меры предосторожности, приведенные в Главах 4 и 6). Другие виды разрушений (за исключением, возможно, коррозионной усталости, которая часто начинается в отдельных раковинах) обычно не связаны с сильной коррозией.

Аварии труб в результате водородного повреждения металла часто проявляются в виде образования в стенке трубы прямоугольного «окна», что не характерно для других видов разрушений.

Для оценки повреждаемости экранных труб следует учитывать, что металлургическое (исходное) содержание газообразного водорода в стали перлитного класса (в т.ч. ст.20) не превышает 0.5--1 см3/100г. При содержании водорода выше 4--5 см3/100г механические свойства стали существенно ухудшаются. При этом ориентироваться надо преимущественно на локальное содержание остаточного водорода, поскольку при хрупких разрушениях экранных труб резкое ухудшение свойств металла отмечается только в узкой зоне по сечению трубы при неизменно удовлетворительных структуре и механических свойствах прилегаемого металла на удалении всего 0.2-2мм.

Полученные значения средних концентраций водорода у кромки разрушения в 5-10 раз превышают его исходное содержание для ст.20, что не могло не оказать существенного влияния на повреждаемость труб.

Приведенные результаты свидетельствуют, что водородное охрупчивание оказалось решающим фактором повреждаемости экранных труб котлов КрТЭЦ.

Потребовалось дополнительное изучение, какой из факторов оказывает на этот процесс определяющее влияние: а) термоциклирование из-за дестабилизации нормального режима кипения в зонах повышенных тепловых потоков при наличии отложений на испарительной поверхности, а, как результат, - повреждение покрывающих ее защитных оксидных пленок; б) наличие в рабочей среде коррозионно активных примесей, концентрирующихся в отложениях у испарительной поверхности; в) совместное действие факторов "а" и "б".

Особо стоит вопрос о роли топочного режима. Характер кривых свидетельствует о скоплении водорода в ряде случаев вблизи наружной поверхности экранных труб. Это возможно прежде всего при наличии на указанной поверхности плотного слоя сульфидов, в значительной мере не проницаемых для водорода, диффундирующего от внутренней поверхности к наружной. Образование сульфидов обусловлено: высокой сернистостью сжигаемого топлива; набросом факела на экранные панели. Другой причиной наводораживания металла у наружной поверхности является протекание коррозионных процессов при контакте металла с дымовыми газами. Как показал анализ наружных отложений труб котлов, обычно имело место действие обеих приведенных причин.

Роль топочного режима проявляется также в коррозии экранных труб под действием чистой воды, которая чаще всего наблюдается на парогенераторах высокого давления. Очаги коррозии расположены обычно в зоне максимальных местных тепловых нагрузок и только на обогреваемой поверхности трубы. Это явление ведет к образованию круглых или эллиптических углублений диаметром больше 1 см.

Перегрев металла возникает наиболее часто при наличии отложений в связи с тем, что количество воспринятого тепла будет практически одинаковым как для чистой трубы, так и для трубы, содержащей накипь температура трубы будет разной.

algoritmist.ru