Кислородная коррозия

Кислородная коррозия является самым распространенным видом разрушения металла котла, ей подвергаются, все элементы котла, изготовленные из углеродистых и низкоуглеродистых сталей, которые контактируют с водой практически с любым содержанием в ней кислорода. Коррозия может сопровождаться образованием локальных язв с диаметром до 5-7 мм, как правило, закрытых рыхлым слоем ржавчины. Кислородная коррозия развивается в глубь металла. Наиболее значительные язвы коррозии встречаются под влажным шламом (в торцах барабанов и коллекторов).

При исследовании причин появления и распространения данного вида коррозии при эксплуатации котлов, прежде всего, необходимо провести анализ условий работы котла в предаварийный период, анализ качества питательной воды, пара и отложений, анализ конструктивных особенностей котла.  

Кислородная коррозия. Это электрохимическая коррозия с кислородной и хлоридной деполяризацией и температурой воды ниже точки кипения при данном давлении. 

Места коррозионного повреждения металла: входные участки труб стальных экономайзеров; питательные трубопроводы при встрече с недостаточно обескислороженной (выше нормы) водой – «прорывы» кислорода при плохой деаэрации; подогреватели питательной воды; все влажные участки котла во время его остановки и непринятия мер по предотвращению поступления воздуха в котел, особенно в застойных участках, при дренировании воды, откуда трудно удалить конденсат пара или полностью залить водой, например вертикальные трубы пароперегревателей.

Кислородная коррозия редко проявляется в паросепарационных устройствах барабанов котлов и на стенке барабанов на границе уровня воды; в опускных трубах. В подъемных трубах коррозия не проявляется из-за деаэрирующего действия паровых пузырьков.

Вид и характер повреждения. Язвы различной глубины и диаметра, часто покрытые бугорками, верхняя корка которых – красноватые окислы железа (вероятно, гематит Fе₂О₃). Свидетельство активной коррозии: под коркой бугорков – черный жидкий осадок, наверное, магнетит (Fе₃О₄) в смеси с сульфатами и хлоридами. При затухшей коррозии под коркой – пустота, а дно язвы покрыто отложениями накипи и шлама.

Причины коррозионного повреждения. Магнетитные корки достаточно плотные и могли бы служить надежным препятствием для проникновения кислорода внутрь бугорков. Но они часто разрушаются в результате коррозионной усталости, когда циклично изменяется температура воды и металла: частые остановы и пуски котла, пульсирующее движение пароводяной смеси, расслоение пароводяной смеси на отдельные пробки пара и воды, следующие друг за другом.

Коррозия усиливается с ростом температуры (до 350 °С) и увеличением содержания хлоридов в котловой воде. Иногда коррозию усиливают продукты термического распада некоторых органических веществ питательной воды.

Внешний вид кислородной коррозии в барабане котла и последствия.

При эксплуатации котлов кислородная коррозия наблюдается в основном на входных участках экономайзера, а при содержании кислорода более 0,3 мг/кг она появляется на остальной части экономайзера, в барабане котла и в опускных трубах.

На внутренней поверхности барабана образуются бугорки – ржавчина коричневого цвета, под которой обычно имеется слой оксидов железа черного цвета. При очистке металлической  щеткой  мест коррозии обнаруживается язвина, которая, если не принять меры, может увеличиться вплоть до образования свищей. Наибольшее количество язвин располагаются в паровом пространстве барабанов котла, в местах с переменным уровнем воды, под коробками сепарационных устройств и др.

Кислородная коррозия барабанов может происходить в период ремонта котла и при нахождении его в резерве. В последнем случае коррозию называют стояночной. Она может образовываться  как в котлах, наполненных водой, так и в котлах без воды. В первом случае она возможна, если в воде имеется растворенный кислород, а во втором  - если стенки барабана влажные и к ним имеется доступ кислорода.

На практике  часто выявляются коррозионные поражения металла смешанного вида в виде язв стояночной и рабочей коррозии, которые взаимно усиливают протекание коррозии в целом. Более интенсивной коррозии подвергаются элементы котлов после проведения гидравлических испытаний на заводах изготовителях. Оставшаяся вода часто выступает причиной язвенных поражений металла до включения котла в работу.

Кислородная коррозия металла паровых котлов может быть предотвращена термической деаэрацией и термической деаэрацией с последующей обработкой воды сульфитом натрия для устранения остаточного кислорода (сульфитирование воды). Водоуказательные стекла не реже 1-го раза в смену должны продуваться для содержания их в чистоте. Задвижки на линиях перелива деаэраторов необходимо держать открытыми, и проверять их работоспособность  не реже одного раза в 10 дней. Недопустимы перегрузки и переполнение деаэраторов, появление гидравлических ударов в колонках и баках. Не реже 2-х раз в смену необходимо производить отбор проб питательной воды из баков для определения содержания в ней кислорода. Периодически определяют также содержание СО₂ в деаэрированной воде. Наличие свободного диоксида углерода в питательной воде паровых котлов – недопустимо.