POWERGEN Beynəlxalq Kontent Çağırışı artıq açıqdır! Kommunal xidmətlər və enerji istehsalı sənayesindən natiqlər axtarırıq. Mövzular ənənəvi və bərpa olunan enerji istehsalı, elektrik stansiyalarının rəqəmsal transformasiyası, enerji saxlama, mikroşəbəkələr, stansiyaların optimallaşdırılması, yerində enerji təchizatı və daha çoxunu əhatə edir.
Müəlliflər yeni enerji layihəsinin spesifikasiyalarını dəfələrlə nəzərdən keçiriblər və zavod dizaynerləri adətən kondensator və köməkçi istilik dəyişdiricisi boruları üçün 304 və ya 316 paslanmayan poladdan istifadə edirlər. Çoxları üçün paslanmayan polad termini yenilməz korroziya aurasını yaradır, əslində isə paslanmayan poladlar bəzən lokal korroziyaya həssas olduqları üçün ən pis seçim ola bilər. Və soyutma suyunun tərkibi üçün təmiz suyun mövcudluğunun azaldığı bu dövrdə, yüksək konsentrasiyalı dövrlərdə işləyən soyutma qüllələri ilə birlikdə potensial paslanmayan poladın sıradan çıxma mexanizmləri artır. Bəzi tətbiqlərdə 300 seriyalı paslanmayan polad sıradan çıxmazdan əvvəl yalnız aylar, bəzən isə yalnız həftələr davam gətirə bilər. Bu məqalədə kondensator borusu materiallarını suyun təmizlənməsi baxımından seçərkən nəzərə alınmalı olan ən azı məsələlərə diqqət yetirilir. Bu məqalədə müzakirə olunmayan, lakin material seçimində rol oynayan digər amillərə materialın möhkəmliyi, istilik ötürmə xüsusiyyətləri və yorğunluq və eroziya korroziyası da daxil olmaqla mexaniki qüvvələrə qarşı müqavimət daxildir.
Polada 12% və ya daha çox xrom əlavə etmək, ərintidə əsas metalı qoruyan davamlı oksid təbəqəsi əmələ gətirir. Buna görə də paslanmayan polad termini yaranıb. Digər ərinti materiallarının (xüsusən nikelin) olmaması halında, karbon polad ferrit qrupunun bir hissəsidir və onun vahid hüceyrəsi gövdə mərkəzli kub (BCC) quruluşa malikdir.
Nikel, ətraf mühit temperaturunda belə, 8% və ya daha yüksək konsentrasiyada ərinti qarışığına əlavə edildikdə, element austenit adlanan üz mərkəzli kubik (FCC) strukturda mövcud olacaq.
Cədvəl 1-də göstərildiyi kimi, 300 seriyalı paslanmayan poladlar və digər paslanmayan poladlar austenitik quruluş yaradan nikel tərkibinə malikdir.
Austenitik poladlar bir çox tətbiqdə, o cümlədən elektrik qazanlarında yüksək temperaturlu super qızdırıcı və təkrar qızdırıcı borular üçün material kimi çox dəyərli olduğunu sübut etmişdir. Xüsusilə 300 seriyası tez-tez buxar səthi kondensatorları da daxil olmaqla aşağı temperaturlu istilik dəyişdirici borular üçün material kimi istifadə olunur. Lakin, məhz bu tətbiqlərdə bir çoxları potensial nasazlıq mexanizmlərini nəzərdən qaçırır.
Paslanmayan poladın, xüsusən də məşhur 304 və 316 materiallarının əsas çətinliyi ondan ibarətdir ki, qoruyucu oksid təbəqəsi tez-tez soyuducu suyun tərkibindəki çirklər və çirklərin konsentrasiyasına kömək edən yarıqlar və çöküntülər tərəfindən məhv edilir. Bundan əlavə, bağlanma şəraitində durğun su mikrobların böyüməsinə səbəb ola bilər ki, bu da metabolik məhsulların metallara çox zərərli təsir göstərə bilər.
Soyuducu suyun ümumi çirklənməsi və iqtisadi cəhətdən təmizlənməsi ən çətin olanlardan biri xloriddir. Bu ion buxar generatorlarında bir çox problem yarada bilər, lakin kondensatorlarda və köməkçi istilik dəyişdiricilərində əsas çətinlik kifayət qədər konsentrasiyada olan xloridlərin paslanmayan polad üzərində qoruyucu oksid təbəqəsinə nüfuz edib onu məhv etməsi və lokal korroziyaya, yəni çuxur əmələ gəlməsinə səbəb olmasıdır.
Çuxur əmələ gəlməsi korroziyanın ən hiyləgər formalarından biridir, çünki o, divarların aşınmasına və az metal itkisi ilə avadanlıqların sıradan çıxmasına səbəb ola bilər.
304 və 316 paslanmayan poladda çuxur korroziyasına səbəb olmaq üçün xlorid konsentrasiyalarının çox yüksək olması vacib deyil və heç bir çöküntü və ya yarıq olmayan təmiz səthlər üçün tövsiyə olunan maksimum xlorid konsentrasiyaları artıq aşağıdakı kimi hesab olunur:
Bir neçə amil həm ümumi, həm də lokal yerlərdə bu qaydalardan artıq olan xlorid konsentrasiyalarına asanlıqla səbəb ola bilər. Yeni elektrik stansiyaları üçün ilk dəfə birdəfəlik soyutma üsulunu nəzərdən keçirmək çox nadir hala gəlmişdir. Əksəriyyəti soyutma qüllələri və ya bəzi hallarda hava ilə soyudulan kondensatorlar (ACC) ilə tikilmişdir. Soyutma qüllələri olanlar üçün kosmetik vasitələrdəki çirklərin konsentrasiyası "dövr edə" bilər. Məsələn, tərkibindəki xlorid konsentrasiyası 50 mq/l olan bir sütun beş konsentrasiya dövrü ilə işləyir və dövriyyədə olan suyun xlorid tərkibi 250 mq/l-dir. Təkcə bu, ümumiyyətlə 304 SS-ni istisna etməlidir. Bundan əlavə, yeni və mövcud zavodlarda zavodun doldurulması üçün təzə suyun dəyişdirilməsinə artan ehtiyac var. Ümumi alternativ bələdiyyə çirkab sularıdır. Cədvəl 2-də dörd şirin su təchizatının təhlili dörd çirkab su təchizatı ilə müqayisə edilir.
Xlorid səviyyələrinin artmasına (və soyutma sistemlərində mikrob çirklənməsini əhəmiyyətli dərəcədə artıra bilən azot və fosfor kimi digər çirklərə) diqqət yetirin. Əsasən bütün boz sular üçün soyutma qülləsindəki istənilən dövriyyə 316 SS tərəfindən tövsiyə olunan xlorid limitini aşacaq.
Əvvəlki müzakirə ümumi metal səthlərin korroziya potensialına əsaslanır. Sınıqlar və çöküntülər hekayəni kəskin şəkildə dəyişdirir, çünki hər ikisi çirklərin cəmləşə biləcəyi yerlər təmin edir. Kondensatorlarda və oxşar istilik dəyişdiricilərində mexaniki çatlar üçün tipik yer borudan boruya təbəqə birləşmələrindədir. Borudakı çöküntü çöküntü sərhədində çatlar yarada bilər və çöküntünün özü çirklənmə yeri kimi xidmət edə bilər. Bundan əlavə, paslanmayan polad qoruma üçün davamlı oksid təbəqəsinə əsaslandığı üçün çöküntülər qalan polad səthini anoda çevirən oksigensiz yerlər yarada bilər.
Yuxarıdakı müzakirə, zavod dizaynerlərinin yeni layihələr üçün kondensator və köməkçi istilik dəyişdiricisi borusu materiallarını təyin edərkən adətən nəzərə almadıqları məsələləri əhatə edir. 304 və 316 SS ilə bağlı düşüncə tərzi bəzən bu cür hərəkətlərin nəticələrini nəzərə almadan hələ də "həmişə etdiyimiz kimi" görünür. Bir çox zavodun hazırda üzləşdiyi daha sərt soyutma su şəraitinin öhdəsindən gəlmək üçün alternativ materiallar mövcuddur.
Alternativ metalları müzakirə etməzdən əvvəl başqa bir məqamı qısaca qeyd etmək lazımdır. Bir çox hallarda, 316 SS və ya hətta 304 SS normal işləmə zamanı yaxşı işləyirdi, lakin elektrik kəsilməsi zamanı sıradan çıxırdı. Əksər hallarda, sıradan çıxma kondensatorun və ya istilik dəyişdiricisinin zəif drenajı səbəbindən baş verir və bu da borularda suyun durğunluğuna səbəb olur. Bu mühit mikroorqanizmlərin böyüməsi üçün ideal şərait yaradır. Mikrob koloniyaları öz növbəsində boru metalını birbaşa korroziyaya uğradan korroziya birləşmələri əmələ gətirir.
Mikrobların yaratdığı korroziya (MİK) kimi tanınan bu mexanizmin paslanmayan polad boruları və digər metalları həftələr ərzində məhv etdiyi məlumdur. İstilik dəyişdiricisinin boşaldılması mümkün deyilsə, vaxtaşırı suyun istilik dəyişdiricisindən dövran etməsinə və proses zamanı biosid əlavə edilməsinə ciddi diqqət yetirilməlidir. (Düzgün düzülmə prosedurları haqqında daha ətraflı məlumat üçün baxın: D. Janikowski, “Kondensator və BOP dəyişdiricilərinin qatlanması – Nəzərdə tutulan məqamlar”; 4-6 iyun 2019-cu il tarixlərində Şampan, İllinoys ştatında keçirilən 39-cu Elektrik Kommunal Kimyası Simpoziumunda təqdim olunub.)
Yuxarıda qeyd olunan sərt mühitlər, eləcə də duzlu su və ya dəniz suyu kimi daha sərt mühitlər üçün çirkləri təmizləmək üçün alternativ metallardan istifadə etmək olar. Üç ərinti qrupu uğurlu olduğunu sübut etmişdir: kommersiya baxımından təmiz titan, 6% molibden austenitik paslanmayan polad və superferrit paslanmayan polad. Bu ərintilər həmçinin MIC-ə davamlıdır. Titan korroziyaya çox davamlı hesab olunsa da, altıbucaqlı sıx kristal quruluşu və son dərəcə aşağı elastiklik modulu onu mexaniki zədələnməyə həssas edir. Bu ərinti güclü boru dayaq strukturlarına malik yeni qurğular üçün ən uyğundur. Əla alternativ super ferrit paslanmayan polad Sea-Cure®-dir. Bu materialın tərkibi aşağıda göstərilmişdir.
Polad xromla zəngindir, lakin nikel azdır, buna görə də ostenitik paslanmayan poladdan daha çox ferrit paslanmayan poladdır. Aşağı nikel tərkibinə görə digər ərintilərdən daha ucuzdur. Sea-Cure-nin yüksək möhkəmliyi və elastiklik modulu digər materiallara nisbətən daha nazik divarlara imkan verir və bu da istilik ötürülməsinin yaxşılaşmasına səbəb olur.
Bu metalların gücləndirilmiş xüsusiyyətləri, adından da göründüyü kimi, müxtəlif metalların çuxur korroziyasına qarşı müqavimətini təyin etmək üçün istifadə edilən sınaq proseduru olan “Çuxur Çuxur Müqaviməti Ekvivalent Ədədi” cədvəlində göstərilmişdir.
Ən çox verilən suallardan biri "Müəyyən bir paslanmayan polad növünün dözə biləcəyi maksimum xlorid miqdarı nə qədərdir?" sualıdır. Cavablar çox müxtəlifdir. Faktorlara pH, temperatur, sınıqların mövcudluğu və növü, eləcə də aktiv bioloji növlərin potensialı daxildir. Bu qərara kömək etmək üçün Şəkil 5-in sağ oxuna bir alət əlavə edilmişdir. Bu, bir çox BOP və kondensasiya tətbiqlərində (çöküntü əmələ gəlməsinin və çat əmələ gəlməsinin qarşısını almaq üçün) rast gəlinən neytral pH, 35°C axan suya əsaslanır. Müəyyən kimyəvi tərkibə malik bir ərinti seçildikdən sonra PREn təyin edilə və sonra müvafiq kəsiklə kəsişə bilər. Tövsiyə olunan maksimum xlorid səviyyəsi daha sonra sağ oxda üfüqi xətt çəkməklə müəyyən edilə bilər. Ümumiyyətlə, duzlu və ya dəniz suyu tətbiqləri üçün bir ərinti nəzərdən keçiriləcəksə, G 48 testi ilə ölçüldüyü kimi 25 dərəcədən yuxarı CCT-yə sahib olmalıdır.
Sea-Cure® ilə təmsil olunan super ferrit ərintilərinin ümumiyyətlə hətta dəniz suyu tətbiqləri üçün də uyğun olduğu aydındır. Bu materialların vurğulanmalı olan başqa bir faydası da var. Manqan korroziya problemləri illərdir ki, Ohayo çayı boyunca yerləşən zavodlarda da daxil olmaqla, 304 və 316 SS üçün müşahidə olunur. Bu yaxınlarda Missisipi və Missuri çayları boyunca yerləşən zavodlarda istilik dəyişdiricilərinə hücum edilib. Manqan korroziyası da quyu suyunun tərkibi sistemlərində geniş yayılmış problemdir. Korroziya mexanizmi manqan dioksidinin (MnO2) oksidləşdirici biosidlə reaksiyaya girərək çöküntü altında xlorid turşusu əmələ gətirməsi kimi müəyyən edilib. HCl metallara həqiqətən hücum edən şeydir. [WH Dickinson və RW Pick, "Elektrik Enerjisi Sənayesində Manqandan Asılı Korroziya"; 2002-ci ildə Denver, CO-da keçirilən NACE İllik Korroziya Konfransında təqdim olunub.] Ferrit poladlar bu korroziya mexanizminə davamlıdır.
Kondensator və istilik dəyişdirici boruları üçün daha yüksək keyfiyyətli materialların seçilməsi hələ də suyun təmizlənməsi üçün düzgün kimya nəzarətinin əvəzedicisi deyil. Müəllif Bueckerin əvvəlki enerji mühəndisliyi məqaləsində qeyd etdiyi kimi, miqyaslanma, korroziya və çirklənmə potensialını minimuma endirmək üçün düzgün hazırlanmış və işləyən kimyəvi təmizləmə proqramı lazımdır. Polimer kimyası soyutma qülləsi sistemlərində korroziya və miqyaslanmanı idarə etmək üçün köhnə fosfat/fosfonat kimyasına güclü alternativ kimi ortaya çıxır. Mikrob çirklənməsinin idarə edilməsi kritik bir məsələ olub və belə qalacaq. Xlor, ağartıcı və ya oxşar birləşmələrlə oksidləşdirici kimya mikrob nəzarətinin təməl daşı olsa da, əlavə müalicələr tez-tez təmizləmə proqramlarının səmərəliliyini artıra bilər. Belə nümunələrdən biri suya zərərli birləşmələr daxil etmədən xlor əsaslı oksidləşdirici biosidlərin buraxılma sürətini və səmərəliliyini artırmağa kömək edən stabilizasiya kimyasıdır. Bundan əlavə, oksidləşdirməyən funqisidlərlə əlavə qidalanma mikrobların inkişafını idarə etməkdə çox faydalı ola bilər. Nəticə budur ki, elektrik stansiyasının istilik dəyişdiricilərinin dayanıqlığını və etibarlılığını artırmağın bir çox yolu var, lakin hər bir sistem fərqlidir, buna görə də materialların və kimyəvi prosedurların seçimi üçün diqqətli planlaşdırma və sənaye mütəxəssisləri ilə məsləhətləşmə vacibdir. Bunun çox hissəsi Məqalə suyun təmizlənməsi baxımından yazıldığı üçün maddi qərarlarda iştirak etmirik, lakin avadanlıq işə düşdükdən sonra bu qərarların təsirini idarə etməyə kömək etməyimiz xahiş olunur. Material seçimi ilə bağlı son qərar zavod işçiləri tərəfindən hər bir tətbiq üçün müəyyən edilmiş bir sıra amillərə əsasən verilməlidir.
Müəllif haqqında: Bred Buecker ChemTreat şirkətində baş texniki jurnalistdir. Onun 36 illik təcrübəsi var və ya enerji sənayesi ilə əlaqəlidir, bunun böyük hissəsi buxar generasiyası kimyası, suyun təmizlənməsi, hava keyfiyyətinə nəzarət sahələrindədir və City Water, Light & Power (Springfield, IL) şirkətində fəaliyyət göstərir. Kanzas ştatının La Cygne Stansiyasında yerləşən Kanzas City Power & Light Company şirkətində də fəaliyyət göstərir. O, həmçinin iki il kimya zavodunda su/çirkab suları üzrə nəzarətçi vəzifəsində çalışıb. Buecker Ayova Dövlət Universitetindən kimya üzrə bakalavr dərəcəsi almış və əlavə olaraq Maye Mexanikası, Enerji və Materiallar Tarazlığı və Qabaqcıl Qeyri-üzvi Kimya üzrə kurs işi ilə məşğul olub.
Den Yanikovski Plymouth Tube şirkətində Texniki Menecerdir. 35 ildir ki, o, metalların hazırlanması, mis ərintiləri, paslanmayan polad, nikel ərintiləri, titan və karbon polad da daxil olmaqla boruşəkilli məhsulların istehsalı və sınaqdan keçirilməsi ilə məşğuldur. 2005-ci ildən Plymouth Metro şirkətində çalışan Yanikovski 2010-cu ildə Texniki Menecer olmazdan əvvəl müxtəlif rəhbər vəzifələrdə çalışmışdır.