Авторлар жаңа қуат жобасының техникалық сипаттамаларын қайта-қайта қарап шықты, онда зауыт конструкторлары конденсатор мен қосалқы жылу алмастырғыш құбырлары үшін әдетте 304 немесе 316 баспайтын болатты таңдайды. Көптеген адамдар үшін тот баспайтын болат термині жеңілмейтін коррозияның аурасын тудырады, ал шын мәнінде, тот баспайтын болаттар кейде жергілікті тоттануға бейім болғандықтан, олар тоттанудың ең нашар таңдауы болуы мүмкін. салқындату суының құрамы үшін тұщы судың болмауы, жоғары концентрация циклдерінде жұмыс істейтін салқындату мұнараларымен бірге тот баспайтын болаттан істен шығудың ықтимал механизмдері ұлғайтылған. Кейбір қолданбаларда 300 сериялы тот баспайтын болат істен шыққанға дейін тек айлар, кейде тек апталар ғана өмір сүреді. Бұл мақалада ең болмағанда назар аударылатын мәселелерге назар аударылады. беріктігі, жылу беру қасиеттері және механикалық күштерге төзімділік, соның ішінде шаршау мен эрозия коррозиясы.
Болатқа 12% немесе одан да көп хром қосу қорытпаның астындағы негізгі металды қорғайтын үздіксіз оксидті қабаттың пайда болуына әкеледі. Демек, баспайтын болат термині. Басқа легирленген материалдар (әсіресе никель) болмаған кезде, көміртекті болат феррит тобының бөлігі болып табылады және оның бірлік ұяшығы денеге бағытталған текше (BCC) құрылымына ие.
Никель қорытпа қоспасына 8% немесе одан жоғары концентрацияда қосылғанда, ұяшық қоршаған орта температурасында да аустенит деп аталатын бетке бағытталған текше (FCC) құрылымда болады.
1-кестеде көрсетілгендей, 300 сериялы тот баспайтын болаттар мен басқа тот баспайтын болаттарда аустениттік құрылымды тудыратын никель мөлшері бар.
Аустенитті болаттар көптеген қолданбаларда өте құнды болып шықты, соның ішінде қуатты қазандықтарда жоғары температуралы қыздырғыш және қыздырғыш түтіктерге арналған материал ретінде. Атап айтқанда, 300 сериясы бу бетінің конденсаторларын қоса алғанда, төмен температурадағы жылу алмастырғыш түтіктерге арналған материал ретінде жиі пайдаланылады. Дегенмен, дәл осы қолданбаларда көпшілігі ықтимал бұзылу механизмдерін елемейді.
Тот баспайтын болаттан жасалған негізгі қиындық, әсіресе танымал 304 және 316 материалдары, қорғаныс оксидінің қабаты салқындатқыш судағы қоспалардан және қоспаларды шоғырландыруға көмектесетін жарықтар мен шөгінділерден жиі жойылады. Бұған қоса, жұмысты тоқтату жағдайында тұрып тұрған су микробтардың өсуіне әкелуі мүмкін, олардың метаболикалық жанама өнімдері металдарды қатты зақымдауы мүмкін.
Салқындатқыш судың жалпы қоспасы және экономикалық жағынан жоюдың ең қиыны хлорид болып табылады. Бұл ион бу генераторларында көптеген проблемаларды тудыруы мүмкін, бірақ конденсаторлар мен қосымша жылу алмастырғыштарда негізгі қиындық - хлоридтердің жеткілікті концентрациядағы тот баспайтын болаттан қорғаныш оксидінің қабатына еніп, жоюы, бұл локализацияланған питингтерді тудырады.
Шұңқыр коррозияның ең жасырын түрлерінің бірі болып табылады, себебі ол қабырғалардың енуіне және металдың аз шығынымен жабдықтың істен шығуына әкелуі мүмкін.
304 және 316 тот баспайтын болаттан жасалған шұңқыр коррозиясын тудыру үшін хлорид концентрациясы өте жоғары болуы міндетті емес, және ешқандай шөгінділер немесе жарықтар жоқ таза беттер үшін хлоридтің ұсынылатын ең жоғары концентрациясы келесідей болып саналады:
Бірнеше факторлар жалпы және жергілікті жерлерде де осы нұсқаулардан асатын хлорид концентрациясын оңай тудыруы мүмкін. Жаңа электр станциялары үшін алдымен бір реттік салқындату мүмкіндігін қарастыру өте сирек болды. Көбісі салқындату мұнараларымен немесе кейбір жағдайларда ауамен салқындатылған конденсаторлармен (ACC) салынған. Салқындату мұнаралары барлар үшін судағы қоспалардың концентрациясы, мысалы, су бағанындағы қоспалар концентрациясын құрауы мүмкін. 50 мг/л бес концентрация циклімен жұмыс істейді, ал айналымдағы судағы хлорид мөлшері 250 мг/л құрайды. Мұның өзі жалпы алғанда 304 СС-ті жоққа шығаруы керек. Сонымен қатар, жаңа және жұмыс істеп тұрған зауыттарда зауытты қайта толтыру үшін тұщы суды ауыстыру қажеттілігі артып келеді. Жалпы балама - қалалық ағынды сулар.
Хлорид деңгейінің жоғарылауына (және салқындату жүйелеріндегі микробтық ластануды едәуір арттыруы мүмкін азот пен фосфор сияқты басқа қоспаларға) сақ болыңыз. Негізінде барлық сұр су үшін салқындату мұнарасындағы кез келген айналым 316 SS ұсынған хлорид шегінен асып түседі.
Алдыңғы талқылау қарапайым металл беттерінің коррозиялық әлеуетіне негізделген. Сынықтар мен шөгінділер оқиғаны күрт өзгертеді, өйткені екеуі де қоспалар шоғырлануы мүмкін орындарды қамтамасыз етеді. Конденсаторлардағы және ұқсас жылу алмастырғыштардағы механикалық жарықтар үшін әдеттегі орын құбырлар мен құбырлар арасындағы түйіспелер болып табылады. Түтік ішіндегі шөгінділер шөгінділер шекарасында жарықтар тудыруы мүмкін, өйткені шөгінділер қабаты және шөгінділер қабаты үшін. тот баспайтын болат қорғаныс үшін үздіксіз оксид қабатына сүйенеді, шөгінділер қалған болат бетін анодқа айналдыратын оттегі аз жерлерді құра алады.
Жоғарыдағы талқылау зауыт конструкторлары әдетте жаңа жобаларға арналған конденсатор мен қосалқы жылу алмастырғыш түтік материалдарын көрсету кезінде ескермейтін мәселелер туралы баяндайды. 304 және 316 SS-ке қатысты ой-пікір кейде мұндай әрекеттердің салдарын ескерместен, «біз әрқашан осылай істедік» болып көрінеді. Қазір көптеген қатал өсімдіктерге қарсы тұру үшін балама материалдар бар.
Альтернативті металдарды талқыламас бұрын, тағы бір мәселені қысқаша айту керек. Көп жағдайда 316 SS немесе тіпті 304 SS қалыпты жұмыс кезінде жақсы жұмыс істеді, бірақ электр қуатының үзілуі кезінде сәтсіздікке ұшырады. Көп жағдайда ақау конденсатордың немесе жылу алмастырғыштың нашар дренажына байланысты, түтіктердегі тоқырау суды тудырады. Бұл орта микроорганизмдердің көбеюіне тамаша жағдай жасайды. құбырлы металды тікелей коррозияға ұшыратады.
Микробтық индукциялық коррозия (MIC) деп аталатын бұл механизм тот баспайтын болаттан жасалған құбырлар мен басқа металдарды бірнеше апта ішінде жойып жіберетіні белгілі. Егер жылу алмастырғышты төгу мүмкін болмаса, жылу алмастырғыш арқылы суды мезгіл-мезгіл айналдыруға және процесс барысында биоцидті қосуға мұқият қарау керек. -6, 2019 ж. Шампейн қаласында, IL 39-шы электрлік химия симпозиумында ұсынылды.)
Жоғарыда атап өтілген қатал орталар үшін, сондай-ақ тұзды су немесе теңіз суы сияқты қатал орталар үшін қоспаларды болдырмау үшін балама металдарды пайдалануға болады. Үш қорытпа тобы табысты, коммерциялық таза титан, 6% молибден аустениттік баспайтын болат және суперферритті баспайтын болат дәлелденді. Бұл титан қорытпалары сонымен қатар MIC қорытпаларына өте төзімді болып саналады. гональды тығыз оралған кристалды құрылым және өте төмен серпімділік модулі оны механикалық зақымдануға бейім етеді. Бұл қорытпа күшті түтік тірек құрылымдары бар жаңа қондырғылар үшін ең қолайлы. Керемет балама - суперферритті баспайтын болаттан жасалған Sea-Cure®. Бұл материалдың құрамы төменде көрсетілген.
Болаттың құрамында хром жоғары, бірақ никель аз, сондықтан ол аустениттік баспайтын болаттан гөрі ферритті баспайтын болат болып табылады. Никельдің төмен мөлшерінің арқасында ол басқа қорытпаларға қарағанда әлдеқайда аз тұрады. Sea-Cure жоғары беріктігі мен серпімділік модулі басқа материалдарға қарағанда қабырғаларды жұқа етуге мүмкіндік береді, нәтижесінде жылу беру жақсарады.
Бұл металдардың жақсартылған қасиеттері «Шұңқырға төзімділіктің эквиваленттік саны» диаграммасында көрсетілген, аты айтып тұрғандай, бұл әртүрлі металдардың шұңқыр коррозияға төзімділігін анықтау үшін қолданылатын сынақ процедурасы.
Ең жиі кездесетін сұрақтардың бірі - «Тот баспайтын болаттың белгілі бір маркасы шыдай алатын ең көп хлорид мөлшері қандай?»Жауаптар әр түрлі. Факторларға рН, температура, сынулардың болуы мен түрі және белсенді биологиялық түрлердің әлеуеті кіреді. Бұл шешімге көмектесу үшін 5-суреттің оң осіне құрал қосылды. Ол бейтарап рН, 35°C ағынды суға негізделген, әдетте көптеген BOP және конденсация қолданбаларында (шөгінділердің пайда болуын болдырмау үшін және PRE түзілуін анықтау үшін арнайы химиялық құрамды анықтауға болады). сәйкес қиғаш сызықпен белгіленеді. Ұсынылған ең жоғары хлорид деңгейін одан кейін оң оське көлденең сызық сызу арқылы анықтауға болады. Жалпы, егер қорытпа тұщы немесе теңіз суына арналған қолданбалар үшін қарастырылатын болса, G 48 сынағы арқылы өлшенгенде, оның CCT температурасы 25 градус Цельсийден жоғары болуы керек.
Sea-Cure® ұсынған супер ферритті қорытпалар тіпті теңіз суын қолдану үшін де жарамды екені анық. Бұл материалдардың тағы бір артықшылығы бар, оны атап өту керек. Марганец коррозиясының проблемалары көптеген жылдар бойы 304 және 316 SS үшін, соның ішінде Огайо өзенінің бойындағы зауыттарда байқалды. Жақында Огайо өзенінің бойындағы зауыттардағы жылу алмастырғыштар және Миссиссиссиан-Велли штатындағы Миссиссиан-Велли штатында да жиі кездеседі. су жасау жүйелері. Коррозия механизмі марганец диоксиді (MnO2) кен орнында тұз қышқылын генерациялау үшін тотықтырғыш биоцидпен әрекеттесетін ретінде анықталды. HCl шын мәнінде металдарға шабуыл жасайды. [WH Dickinson және RW Pick, "Электр энергетикасындағы марганецке тәуелді коррозия";2002 жылғы NACE жыл сайынғы коррозия конференциясында ұсынылған, Денвер, КО.] Ферритті болаттар бұл коррозия механизміне төзімді.
Конденсатор мен жылу алмастырғыш түтіктері үшін жоғары сапалы материалдарды таңдау әлі де суды тазарту химиясын дұрыс бақылауды алмастыра алмайды. Автор Букердің алдыңғы энергетикалық мақаласында атап өткендей, масштабтау, коррозия және ластану ықтималдығын азайту үшін дұрыс жобаланған және басқарылатын химиялық өңдеу бағдарламасы қажет. салқындату мұнарасы жүйелерінде жұмыс істеу. Микробтық ластануды бақылау маңызды мәселе болды және болып қала бермек. Хлормен, ағартқыштармен немесе ұқсас қосылыстармен тотығу химиясы микробтарды бақылаудың негізгі тасы болғанымен, қосымша өңдеулер емдеу бағдарламаларының тиімділігін жиі жақсарта алады. Осындай мысалдардың бірі - кез келген биологиялық тотықтырғыш қосылыстардың бөліну жылдамдығын арттыруға көмектесетін тұрақтандыру химиясы. суға.Сонымен қатар, тотықтырмайтын фунгицидтермен қосымша жем микробтардың дамуын бақылауда өте пайдалы болуы мүмкін.Нәтижесінде электр станциясының жылу алмастырғыштарының тұрақтылығы мен сенімділігін арттырудың көптеген жолдары бар, бірақ әр жүйе әртүрлі, сондықтан мұқият жоспарлау және сала мамандарымен кеңесу материалдарды таңдау және химиялық процедуралар үшін маңызды. Жабдық іске қосылғаннан кейін бұл шешімдердің әсері. Материалды таңдау бойынша түпкілікті шешімді зауыт қызметкерлері әрбір қолдану үшін көрсетілген бірқатар факторлардың негізінде қабылдауы керек.
Автор туралы: Брэд Букер - ChemTreat компаниясының аға техникалық публицисті. Оның энергетика саласында 36 жылдық тәжірибесі бар немесе оның көп бөлігі бу өндіру химиясында, суды өңдеуде, ауа сапасын бақылауда және City Water, Light & Power (Спрингфилд, IL) және Канзас-Сити Power & Light компаниясында сонымен қатар Сент-Вотер, Сент-Вотергте орналасқан. химия зауыты. Буеккер Айова штатының университетінде «Сұйықтық механикасы», «Энергия және материалдар тепе-теңдігі» және «Жетілдірілген бейорганикалық химия» бойынша қосымша курстық жұмысы бар химия саласындағы бакалавр дәрежесіне ие.
Дэн Яниковский – Plymouth Tube компаниясының техникалық менеджері. 35 жыл бойы ол металдарды әзірлеумен, құбырлы бұйымдарды, соның ішінде мыс қорытпалары, тот баспайтын болат, никель қорытпалары, титан және көміртекті болаттарды өндірумен және сынаумен айналысты. 2005 жылдан бері Плимут метрополитенінде жұмыс істеп келе жатқан Яниковский бұған дейін әртүрлі жоғары техникалық қызметтерді атқарған0102.