Autoriai ne kartą peržiūrėjo naujas energijos projektų specifikacijas, kuriose įrenginių projektuotojai kondensatoriaus ir pagalbinio šilumokaičio vamzdžiams dažniausiai renkasi 304 arba 316 nerūdijantį plieną. Daugeliui terminas nerūdijantis plienas sukelia nenugalimos korozijos aurą, nors iš tikrųjų nerūdijantis plienas gali būti sumažintas iki lokalinės galios. gėlas vanduo aušinimo vandeniui ruošti, kartu su aušinimo bokštais, veikiančiais didelės koncentracijos ciklais, padidinami galimi nerūdijančio plieno gedimo mechanizmai. Kai kuriais atvejais 300 serijos nerūdijantis plienas išgyvens tik mėnesius, kartais tik savaites, kol suges. Šiame straipsnyje daugiausia dėmesio skiriama bent jau klausimams, į kuriuos reikėtų atsižvelgti renkantis kondensatoriaus vamzdžių medžiagas iš vandens apdorojimo perspektyvos, medžiagų atsparumo šilumai parinkimo požiūriu, tačiau neaptariami kiti veiksniai, kurie turi įtakos medžiagos atsparumui šilumai. , įskaitant nuovargį ir erozijos koroziją.
Į plieną pridėjus 12 % ar daugiau chromo, lydinys suformuoja ištisinį oksido sluoksnį, kuris apsaugo po juo esantį netauriųjų metalų. Iš čia ir terminas nerūdijantis plienas. Nesant kitų legiruojamųjų medžiagų (ypač nikelio), anglinis plienas yra ferito grupės dalis, o jo vieneto elementas turi į kūną nukreiptą kubinę (BCC) struktūrą.
Kai į lydinio mišinį įdedama 8 % ar didesnės nikelio, elementas egzistuos į veidą nukreiptoje kubinėje (FCC) struktūroje, vadinamoje austenitu, net esant aplinkos temperatūrai.
Kaip parodyta 1 lentelėje, 300 serijos nerūdijantis plienas ir kiti nerūdijantys plienai turi nikelio, kuris sukuria austenitinę struktūrą.
Austenitinis plienas pasirodė esąs labai vertingas daugeliu atvejų, įskaitant aukštos temperatūros perkaitintuvų ir kaitinimo vamzdžių medžiagą galios katiluose. 300 serija ypač dažnai naudojama kaip medžiaga žemos temperatūros šilumokaičio vamzdžiams, įskaitant garo paviršiaus kondensatorius. Tačiau būtent šiose srityse daugelis nepaiso galimų gedimų mechanizmų.
Pagrindinis nerūdijančio plieno, ypač populiarių 304 ir 316 medžiagų, sunkumas yra tas, kad apsauginį oksido sluoksnį dažnai ardo aušinimo vandenyje esančios priemaišos ir plyšiai bei nuosėdos, padedančios koncentruoti nešvarumus. Be to, esant išjungimo sąlygoms, stovintis vanduo gali sukelti mikrobų dauginimąsi, kurių metaboliniai šalutiniai produktai gali labai pakenkti metalams.
Įprasta aušinimo vandens priemaiša ir viena iš sunkiausių ekonomiškai pašalinamų yra chloridas. Šis jonas gali sukelti daug problemų garo generatoriuose, tačiau kondensatoriuose ir pagalbiniuose šilumokaičiuose pagrindinis sunkumas yra tas, kad pakankamos koncentracijos chloridai gali prasiskverbti ir sunaikinti apsauginį oksido sluoksnį ant nerūdijančio plieno, sukeldami vietinę koroziją, ty įdubimą.
Įdubimas yra viena iš klastingiausių korozijos formų, nes dėl jos gali prasiskverbti į sieną ir sugesti įranga, prarandant mažai metalo.
Chlorido koncentracijos neturi būti labai didelės, kad sukeltų taškinę koroziją 304 ir 316 nerūdijančiame pliene, o švariems paviršiams be jokių nuosėdų ar įtrūkimų rekomenduojamos didžiausios chlorido koncentracijos dabar yra tokios:
Keletas veiksnių gali lengvai sukelti šias gaires viršijančias chlorido koncentracijas tiek bendrai, tiek tam tikrose vietose. Labai retai iš pradžių galvojama apie vienkartinį aušinimą naujoms elektrinėms. Dauguma jų pastatyti su aušinimo bokštais arba kai kuriais atvejais su oru aušinamais kondensatoriais (ACC). Tiems, kurie turi aušinimo bokštus, priemaišų koncentracija kosmetikoje gali sukelti 5 mg chlorido stulpelį. penki koncentracijos ciklai, o chlorido kiekis cirkuliuojančiame vandenyje yra 250 mg/l. Vien tai turėtų atmesti 304 SS. Be to, naujose ir esamose gamyklose vis dažniau reikia pakeisti gėlą vandenį, kad būtų galima papildyti įrenginius. Dažna alternatyva yra komunalinės nuotekos. 2 lentelėje palyginama keturių gėlo vandens tiekimų analizė su keturiais nuotekų tiekimo šaltiniais.
Saugokitės, kad nepadidėtų chlorido kiekis (ir kitų priemaišų, pvz., azoto ir fosforo, kurie gali labai padidinti mikrobinį užterštumą aušinimo sistemose). Iš esmės viso pilkojo vandens cirkuliacija aušinimo bokšte viršys 316 SS rekomenduojamą chlorido ribą.
Ankstesnė diskusija pagrįsta įprastų metalinių paviršių korozijos potencialu.Lūžiai ir nuosėdos dramatiškai pakeičia istoriją, nes abu yra vietos, kur gali susikaupti priemaišos. Tipiška mechaninių įtrūkimų vieta kondensatoriuose ir panašiuose šilumokaičiuose yra vamzdžių ir vamzdelių lakštų sandūrose. Vamzdžio viduje esančios nuosėdos gali susidaryti įtrūkimų prie nuosėdų ribos, nes nuosėdos gali būti užteršimo vietoje. plieno apsaugai naudojamas ištisinis oksido sluoksnis, nuosėdos gali sudaryti deguonies neturtingas vietas, kurios likusį plieno paviršių paverčia anodu.
Aukščiau pateiktoje diskusijoje aprašomos problemos, į kurias įrenginių projektuotojai paprastai neatsižvelgia, nurodydami kondensatoriaus ir pagalbinio šilumokaičio vamzdžių medžiagas naujiems projektams. Su 304 ir 316 SS susijusi mentalitetas kartais vis dar atrodo „tai, ką mes visada darydavome“, neatsižvelgdami į tokių veiksmų pasekmes. Yra alternatyvių medžiagų, kurios gali susidoroti su atšiauresnėmis aušinimo vandens sąlygomis, su kuriomis dabar susiduria daugelis gamyklų.
Prieš aptariant alternatyvius metalus, reikia trumpai pasakyti dar vieną dalyką.Daugeliu atvejų 316 SS ar net 304 SS gerai veikė normaliai eksploatuojant, bet sugedo dingus elektrai. Daugeliu atvejų gedimas atsiranda dėl prasto kondensatoriaus arba šilumokaičio nutekėjimo, dėl kurio vamzdeliuose stovi vanduo. Ši aplinka sudaro idealias sąlygas mikroorganizmams augti.
Žinoma, kad šis mechanizmas, žinomas kaip mikrobų sukelta korozija (MIC), sunaikina nerūdijančio plieno vamzdžius ir kitus metalus per kelias savaites. Jei iš šilumokaičio negalima išleisti vandens, reikia rimtai apsvarstyti galimybę periodiškai cirkuliuoti vandenį per šilumokaitį ir proceso metu pridėti biocido. Champaign mieste, IL, pristatytas 39-ajame elektros komunalinių paslaugų chemijos simpoziume.)
Aukščiau pabrėžtoje atšiaurioje aplinkoje, taip pat atšiauresnėje aplinkoje, pvz., sūriame vandenyje ar jūros vandenyje, priemaišoms apsisaugoti gali būti naudojami alternatyvūs metalai. Sėkmingai pasiteisino trys lydinių grupės, komerciškai grynas titanas, 6 % molibdeno austenitinis nerūdijantis plienas ir superferitinis nerūdijantis plienas. Šie jo lydiniai taip pat laikomi labai atspariais rožėms. Dėl xagoninės sandarios kristalinės struktūros ir ypač mažo tamprumo modulio jis yra jautrus mechaniniams pažeidimams. Šis lydinys geriausiai tinka naujiems įrengimams su tvirtomis vamzdžių atraminėmis struktūromis. Puiki alternatyva yra superferitinis nerūdijantis plienas Sea-Cure®. Šios medžiagos sudėtis parodyta žemiau.
Pliene yra daug chromo, bet mažai nikelio, todėl jis yra feritinis nerūdijantis plienas, o ne austenitinis nerūdijantis plienas. Dėl mažo nikelio kiekio jis kainuoja daug pigiau nei kiti lydiniai. Dėl didelio stiprumo ir elastingumo modulio Sea-Cure sienelės yra plonesnės nei kitos medžiagos, todėl pagerėja šilumos perdavimas.
Patobulintos šių metalų savybės parodytos diagramoje „Atsparumo įdubimui lygiavertis skaičius“, kuri, kaip rodo pavadinimas, yra bandymo procedūra, naudojama įvairių metalų atsparumui taškinei korozijai nustatyti.
Vienas iš dažniausiai užduodamų klausimų yra „Koks yra didžiausias chlorido kiekis, kurį gali toleruoti tam tikros rūšies nerūdijantis plienas?Atsakymai labai skiriasi. Veiksniai apima pH, temperatūrą, lūžių buvimą ir tipą bei aktyvių biologinių rūšių potencialą. 5 paveikslo dešinėje ašyje buvo pridėtas įrankis, padedantis priimti šį sprendimą. Jis pagrįstas neutraliu pH, 35 °C tekančiu vandeniu, dažnai randamu daugelyje BOP ir kondensacijos programų (kad būtų išvengta nuosėdų susidarymo ir įtrūkimų susidarymo). Pasvirasis brūkšnys.Rekomenduojamas didžiausias chlorido lygis gali būti nustatytas nubrėžus horizontalią liniją dešinėje ašyje. Apskritai, jei lydinys turi būti naudojamas sūriame arba jūros vandenyje, jo CCT turi būti didesnis nei 25 laipsniai Celsijaus, išmatuotas atliekant G 48 testą.
Akivaizdu, kad itin feritiniai lydiniai, atstovaujami Sea-Cure®, paprastai yra tinkami naudoti net jūros vandenyje. Reikia pabrėžti dar vieną šių medžiagų privalumą. Mangano korozijos problemos buvo stebimos 304 ir 316 SS jau daugelį metų, įskaitant gamyklas prie Ohajo upės. Pastaruoju metu šilumokaičiai gamyklose palei Missourossippi ir Missis Mannesippi upę taip pat buvo užpulta. vandens papildymo sistemos.Korozijos mechanizmas buvo nustatytas kaip mangano dioksidas (MnO2), reaguojantis su oksiduojančiu biocidu, kad susidarytų druskos rūgštis po nuosėdomis.HCl yra tai, kas iš tikrųjų atakuoja metalus.[WH Dickinson ir RW ​​Pick, "Manganese-Dependent Corrosion in the Electric Power Industry";pristatyta 2002 m. NACE metinėje korozijos konferencijoje, Denveryje, CO.] Feritiniai plienai yra atsparūs šiam korozijos mechanizmui.
Aukštesnės kokybės medžiagų pasirinkimas kondensatoriaus ir šilumokaičio vamzdžiams vis dar nepakeičia tinkamo vandens valymo chemijos kontrolės. Kaip autorius Bueckeris yra nurodęs ankstesniame energetikos straipsnyje, tinkamai suprojektuota ir veikianti cheminio apdorojimo programa būtina siekiant sumažinti nuosėdų susidarymo, korozijos ir užsiteršimo galimybę. Polimerų chemija atsiranda kaip galinga alternatyva senesnio kalio jonų fosfato ir fosfato korozavimui ir fosfatavimui. aušinimo bokštų sistemose.Mikrobinio užterštumo kontrolė buvo ir bus labai svarbi problema. Nors oksidacinė chemija su chloru, balikliu ar panašiais junginiais yra kertinis mikrobų kontrolės akmuo, papildomas gydymas dažnai gali pagerinti gydymo programų veiksmingumą. Vienas iš tokių pavyzdžių yra stabilizavimo chemija, kuri padeda padidinti chloro junginių, kurių sudėtyje yra kenksmingo vandens junginių, išsiskyrimo greitį ir veiksmingumą. Pašarai su neoksiduojančiais fungicidais gali būti labai naudingi kontroliuojant mikrobų vystymąsi. Rezultatas yra tai, kad yra daug būdų, kaip pagerinti elektrinių šilumokaičių tvarumą ir patikimumą, tačiau kiekviena sistema yra skirtinga, todėl renkantis medžiagas ir chemines procedūras svarbu kruopščiai planuoti ir konsultuotis su pramonės ekspertais. Didžioji šio straipsnio dalis parašyta iš vandens valymo perspektyvos, bet mes nedalyvaujame priimant galutinius sprendimus dėl medžiagų ir priimant sprendimus. atranką turi atlikti gamyklos darbuotojai, atsižvelgdami į tam tikrus veiksnius, nurodytus kiekvienai programai.
Apie autorių: Bradas Bueckeris yra vyresnysis techninis publicistas „ChemTreat“. Jis turi 36 metų patirtį energetikos pramonėje arba yra su ja susijęs, didžiąją dalį garų gamybos chemijos, vandens valymo, oro kokybės kontrolės ir „City Water, Light & Power“ (Springfield, IL) ir Kanzaso miesto „Power & Light Company“ yra įsikūrusi La Heing vandens stotyje arba Kanzaswater chemijos gamykloje, taip pat dvejus metus. cker turi Ajovos valstijos universiteto chemijos bakalauro laipsnį ir papildomus kursinius darbus skysčių mechanikos, energijos ir medžiagų pusiausvyros bei pažangiosios neorganinės chemijos srityse.
Danas Janikowskis yra Plymouth Tube technikos vadovas. 35 metus jis užsiima metalų kūrimu, vamzdinių gaminių, įskaitant vario lydinius, nerūdijantį plieną, nikelio lydinius, titaną ir anglinį plieną, gamyba ir bandymais. Nuo 2005 m. dirbęs Plymouth Metro, Janikowskis užėmė įvairias aukštas pareigas 201 technikos vadovu0.