Авторлар зауыт дизайнерлері конденсатор мен қосалқы жылу алмастырғыш құбырлары үшін әдетте 304 немесе 316 баспайтын болатты таңдайтын жаңа қуат жобасының техникалық сипаттамаларын қайта-қайта қарап шықты. Көптеген адамдар үшін тот баспайтын болат термині жеңілмейтін коррозияның аурасын тудырады, ал шын мәнінде, тот баспайтын болаттар кейде бұл жағдайда тоттануға ең нашар таңдау болуы мүмкін. Салқындату суын жасау үшін тұщы судың қолжетімділігінің төмендеуі, жоғары концентрация циклдерінде жұмыс істейтін салқындату мұнараларымен бірге тот баспайтын болаттың ықтимал істен шығу механизмдері үлкейтілді. Кейбір қолданбаларда 300 сериялы тот баспайтын болат істен шыққанға дейін тек айлар, кейде небәрі апталар ғана өмір сүреді. Бұл мақалада суды тазарту үшін әр қағазға қатысты емес факторларды таңдаған кезде ескеру қажет мәселелер қарастырылады. бірақ материалды таңдауда рөл атқаратындарға материалдың беріктігі, жылу беру қасиеттері және механикалық күштерге, соның ішінде шаршау мен эрозияға төзімділік жатады.
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.
Қорытпа қоспасына 8% немесе одан жоғары концентрацияда никельді тіпті қоршаған орта температурасында қосқанда, ұяшық 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 бірінші рет салқындату мүмкіндігін қарастыру өте сирек болды. Көбісі салқындату мұнараларымен немесе кейбір жағдайларда ауамен салқындатылған конденсаторлармен (ACC) салынған. Салқындату мұнаралары барлар үшін, мысалы, су бағанындағы қоспалар концентрациясын құрауы мүмкін. 50 мг/л хлорид концентрациясы 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 альтернатива – қалалық ағынды сулардың төрт түрін салыстыру. жабдықтау.
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 құбырдан түтікке парағының түйіспелері болып табылады. Түтік ішіндегі шөгінділер шөгінділер шекарасында жарықтар тудыруы және тұнба шекарасының өзі ретінде қызмет етуі мүмкін. ластану.Сонымен қатар, тот баспайтын болат қорғаныс үшін үздіксіз оксид қабатына сүйенетіндіктен, шөгінділер қалған болат бетін анодқа айналдыратын оттегі аз жерлер түзуі мүмкін.
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.
Баламалы 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 дренажынан туындайды, бұл түтіктердегі тоқырау суын тудырады. Бұл орта микробтардың көбеюіне тамаша жағдай жасайды. құбырлы металды тікелей коррозияға ұшырататын коррозиялық қосылыстар.
Микробтық индукциялық коррозия (MIC) деп аталатын бұл механизм тот баспайтын болаттан жасалған құбырлар мен басқа металдарды апта ішінде бұзады. Егер жылу алмастырғышты төгу мүмкін болмаса, жылу алмастырғыш арқылы суды мезгіл-мезгіл айналдыруға және процесс барысында биоцидті қосуға үлкен мән беру керек. Қарастырулар»; 2019 жылғы 4-6 маусымда Шампейн қаласында өтті, 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 аустенитті баспайтын болат және суперферритті баспайтын болат дәлелденді. Бұл титанға өте төзімді. коррозия, оның алтыбұрышты тығыз оралған кристалдық құрылымы және өте төмен серпімділік модулі оны механикалық зақымдануға бейім етеді. Бұл қорытпа күшті құбыр 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 жақ осіне құрал қосылған. Ол бейтарап рН, әдетте көптеген BOP және конденсация қолданбаларында кездесетін 35°C ағынды суға негізделген (шөгінділердің пайда болуын және PRE түзілуін болдырмау үшін арнайы химиялық құрам таңдалған болуы мүмкін). анықталып, содан кейін сәйкес қиғаш сызықпен қиылысады. Ұсынылған хлоридтің максималды деңгейін оң жақ осьте көлденең сызық сызу арқылы анықтауға болады. Жалпы, егер қорытпа тұщы немесе теңіз суына арналған қолданбалар үшін қарастырылатын болса, G 48 сынағымен өлшенгенде, оның CCT температурасы 25 градус Цельсийден жоғары болуы керек.
Sea-Cure® ұсынған супер ферритті қорытпалар, әдетте, тіпті теңіз суын қолдану үшін жарамды екені анық. Бұл материалдардың тағы бір пайдасы бар, оны атап өту керек. Марганец коррозиясының проблемалары 304 және 316 SS үшін көптеген жылдар бойы, соның ішінде Огайо өзенінің бойындағы зауыттарда байқалды. Жақында, сондай-ақ Миссиссиан өзені бойындағы зауыттардағы жылу алмастырғыштар Миссисиссиан мен Миссиссиан штатында да шабуыл жасады. ұңғымадағы суды толтыру жүйелеріндегі жиі кездесетін мәселе. Коррозия механизмі марганец диоксиді (MnO2) кен орнында тұз қышқылын жасау үшін тотықтырғыш биоцидпен әрекеттесу 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. Полимер химиясы ескі химиялық бақылауға күшті балама ретінде пайда болады. салқындату мұнарасы жүйелеріндегі коррозия мен масштабтау. Микробтық ластануды бақылау маңызды мәселе болды және болып қала бермек. Хлормен, ағартқышпен немесе ұқсас қосылыстармен тотығу химиясы микробтарды бақылаудың негізгі тасы болғанымен, қосымша өңдеулер көбінесе емдеу бағдарламаларының тиімділігін жақсартады. Осындай мысалдардың бірі - тотықтырғыштардың бөліну жылдамдығын және тұрақтандыру химиясын арттыруға көмектесетін биооксидтердің тиімділігін арттыру. суға ешқандай зиянды қосылыстар енгізбестен. Сонымен қатар, тотықтырмайтын фунгицидтермен қосымша азық микробтардың дамуын бақылауда өте пайдалы болуы мүмкін. Нәтижеде электр станциясының жылу алмастырғыштарының тұрақтылығы мен сенімділігін арттырудың көптеген жолдары бар, бірақ әр жүйе әртүрлі, сондықтан мұқият жоспарлау және сала мамандарымен кеңесу бұл мақалада суды тазарту материалдарын таңдау үшін маңызды. материалдық шешімдер қабылдауға қатыспайды, бірақ біз жабдық іске қосылғаннан кейін сол шешімдердің әсерін басқаруға көмектесуімізді сұраймыз. Материалды таңдау бойынша түпкілікті шешімді әрбір қолданба үшін көрсетілген бірқатар факторларға негізделген зауыт қызметкерлері 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 Kansas City Power & Light компаниясында да Ла Си, Канзасингте орналасқан. Химиялық зауытта су/ағынды сулар жөніндегі супервайзер. Букер Айова штатының университетінде сұйықтықтар механикасы, энергия мен материалдардың тепе-теңдігі және жоғары бейорганикалық химия бойынша қосымша курстық жұмысы бар химия бакалавры 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.