در مرز قسمت اکسید – فلز تعادل بین هیدروژن حل شده در فلز و هیدروژن جذب شده سطحی در پوسته اکسید برقرار می‌شود. به دلیل این که جذب در پوسته‌ت شکیل شده مگنتیت مشکل است، لذا با گذشت زمان سرعت اکسیداسیون آهن به وسیله آب و سپس سرعت رشد پوسته کاهش می‌یابد. در شرایطی که در تمام سطوح فلز، پوسته مکنتیت تشکیل و حفظ شود، تاثیر خوردگی آب با دمای زیاد بر روی فولاد کربنیزه عملا قطع می‌شود. به این‌ترتیب مجموع خوردگی فولاد، تحت تاثیر آب با دمای زیاد بدون اتلاف قابل ملاحظه فلز و عبور اکسیدهای آهن به محیط کاری جریان می‌یابد و هیدروژنهای آزاد شده از دیگ بخار همراه با بخار، وارد محیط کاری می‌شود. مقدار هیدروژن آزاد شده، مقاومت و استحکام پوسته‌های حفاظتی مگنتیت را در سطوح دیگ بخار آغشته به آب مشخص می‌کند.
صدمه دیدن و تخریب پوسته‌های مگنتیت، شرایط جریان یافتن خوردگی موضعی فلز بویلر را به وجود می‌آورد که تحت تاثیر عوامل خارجی به ویژه دما، ترکیب و غلظت آب بویلر، تنشهای حرارتی ومکانیکی موجب بروز انواع خوردگی می‌شود. بارهای زیاد حرارتی محلی که در شرایط نامطلوب سوخت مصرفی به وجود می‌آیند در ایجاد رسوبهای اکسید آهن تاثیر بسیاری دارند به ویژه در بویلرهایی که سوخت مشعلهای آنها مازوت است. عدم توازن وتعادل در تقسیم بار حرارتی مشعلها موجب تحمل فلوی حرارتی زیاد در بعضی از سطوح حرارتی می‌شود و این نقاط سریعتر تحت تاثیر عوامل خوردگی قرار می‌گیرند. درصورت ایجاد خرابی در پوسته حفاظتی مگنتیت، قسمتهای لخت فلز، نقش آند را بازی می‌کنند و سطح سالم دارای پوسته مگنتیتی کاتد است.
در چنین شرایطی تجمع مواد خوردگی‌حاوی Fe3O4 در نزدیکی محل صدمه دیده، مس و اکسیدهای آن موجب ایجاد خلل و فرج درشت در محل صدمه دیده می‌شود. اکسیدهای سه ظرفیتی آهن و اکسیدهای مس موجود در سطح فلز دارای نقش دپلاریزاتور است. روندهای آندیک وکاتدیک برحسب این واکنشها اتفاق می‌افتد:
» فاز جامد هیدروکسید آهن به عنوان روندثانویه شکل می‌گیرد.
» در شرایط دمای زیاد، Fe(OH)2 به این صورت تجزیه می‌شود.
و محصول خوردگی، هیدروژن و مگنتیت است. به منظور جلوگیری از این نوع خوردگی و کاهش آن باید از ورود اکسیدهای آهن و مس به وسیله آب تغذیه به داخل دیگ بخار، همچنین سایر ناخالصیهای تشکیل دهنده ذرات رسوب در آب بویلر جلوگیری و ازتنشهای حرارتی، پرهیز کرد همچنین باید رسوبات جمع شده را توسط بلودان و کلکتورهای زیرین واتروال تخلیه کرد. در مراحل راه اندازی و در شرایط کار دیگهای بخار با بار کم یعنی وقتی که غلظت اکسیژن در آب تغذیه زیاد است خوردگی اکسیژنی افزایش می‌یابد. اکسیژن دپلاریزاتورکاتدیک، انرژی زاست. هر قدر که تراکم اکسیژن محلول، زیادتر باشد به همان نسبت عمل دپلاریزاسیون قسمتهای کاتدیک سریعتر انجام و روند تحلیل فلز در قسمتهای آندیک با سرعت بیشتری طی می‌شود. در شرایطی که مساحت آندها کم است رشدصدمات در عمق، ممکن است سریعا اتفاق بیفتد.
به علت حلالیت کم هیدروکسید آهن به ویژه Fe(OH)3 این ماده در سطح فلز و یادر حجم آب به صورت ذرات کلوییدی و یا پراکنده جدا می‌شود. در صورت فقدان یونهای فعال در آب که تخریب کننده پوسته‌های حفاظتی مگنتیت است، احتمال دارد اکسیژن محلول در آب تاثیر غیر فعال کننده در فلز داشته باشد. خوردگی اکسیژنی موجب ایجاد حفره بخصوص در لوله‌های واتروال و در سطوح داخلی آنها از سمت آتش، می‌شود. فلزاتی که تحت تاثیر گرمای زیاد قرار دارند نظیر لوله‌های سوپر هیتر از سمت داخل و خارج دچار خوردگی می‌شوند.
اکسیداسیون آهن سطوح خارجی لوله‌های سوپر هیتر تحت تاثیر اکسیژن محیط و ترکیبات وانادیوم (بویلرهایی که بامازوت گوگرد دار کار می‌کنند) و اکسیژن که درگازهای سوخت وجود دارد صورت می‌گیرد.
به علت نامساوی بودن تقسیم بارهای‌حرارتی، دمای بخار در خم لوله‌ها ممکن‌است تا ۶۲۰ درجه سانتیگراد و دمای جداره تا ۶۴۰ درجه سانتیگراد افزایش یافته و موجب تشدید خوردگی از سمت داخل و خارج لوله‌ها شود. وقتی که ضخامت پوسته اکسید، رشد کند، تنش داخلی در آن افزایش می‌یابد. تجمع تنشهای درونی در تلفیق با تنشهای حرارتی حاصل از تغییر رژیم حرارتی دستگاه باعث تخریب مکانیکی پوسته اکسید شده وذرات جامد فلس‌های جدا شده از جداره، همراه جریان بخار منتقل شده و یا به تدریج جلوی مجاری لوله‌ها را می‌بندند و سطح لخت فلز مجددا اکسید و پوسته جدید شکل می‌گیرد. این عمل منجر به نازک شدن لوله‌هایی نظیر لوله‌های سوپر هیتر و نهایتا ترکیدن لوله‌ها می‌شود. همچنین انتقال ذرات خوردگی موجب صدمه دیدن پره‌های توربین می‌شود.
بیشتر واحدهایی که از سوخت مازوت و گاز استفاده می‌کنند و یا نوع سوخت مصرفی آنها به گاز تغییر می‌یابد با مشکل افزایش دمای لوله‌های سوپرهیتر و بروز پدیده اورهیت شدن روبه رو هستند. در هنگام استفاده از سوخت سنگین و یا گاز همزمان با افزایش بار، زاویه مشعلها به سمت بالا تغییر کرده و با این عمل در واقع هرم حرارتی به قسمت بالاتر بویلر منتقل می‌شود.
سوخت گاز ضمن این که دانسیته کمتری دارد احتراق آن نیز سریعتر صورت می‌گیرد. لذا در مواقعی که تنها از سوخت گاز استفاده می‌شود هرم حرارتی به محلی بالاتر از زمانی که سوخت مصرفی، مازوت است صعود کرده و فاصله لوله‌ها با گرمترین نقطه شعله یا هرم حرارتی کمتر می‌شود. بنابراین شدت انتقال حرارت، افزایش یافته و در نتیجه موجب افزایش دمای لوله‌ها، صدمه دیدن و ریزش لایه محافظ و تنشهای حرارتی و احتمال وقوع پدیده اورهیت می‌شود.
به منظور کاهش اثرات فوق می‌توان در صورت استفاده از مشعلهای گاز، زاویه مشعلها را به طرف پایین منحرف کرد و در شرایط حاد و مواقعی که از مشعلهای گاز و مازوت با هم‌استفاده می‌شود ضمن رعایت مطلب فوق ،سوخت مازوت در مشعلهای بالاترین قسمت بویلر مورد استفاده قرار گیرد (انرژی حرارتی‌احتراق گاز به احتراق کاملتر مازوت کمک می‌کند) تا مانع اوجگیری هرم حرارتی و عوارض رسیدن داغترین نقطه شعله به لوله‌های سوپرهیت شود. طی انجام آزمایش فوق ضمن تنظیم هوای احتراق و اپتیمم کردن زاویه مشعلها، دمای جداره لوله‌های سوپرهیت حدود ۲۰ درجه سانتیگراد پایین آمد و این روش مورد استفاده قرار گرفت.
نتیجه‌گیری:
برای کاهش میزان اکسیژن موجود در مسیر آب تغذیه، اقدام به افزایش میزان تزریق هیدرازین به سیکل، شد و متوسط غلظت هیدرازین از ۲۰ به ۴۰ میکروگرم در لیتر و حداکثر ۵۰ میکروگرم در لیتر در ورودی به اکونومایزر افزایش داده شد و هم زمان، تمام نقاطی که احتمال نشتی اکسیژن در آنها وجود داشت با دقت بیشتری بازرسی واقدامات لازم انجام شد.
والو بلودان که در حالت بهره‌برداری عادی‌همواره بسته باشد.
.
09384327781 – 1381 627 0912
پست الکترونیک info@steemboiler.co
گروه صنعتی بخار پویان
تهران - اتوبان فتح به سمت تهران - قبل از میدان فتح - خیابان صفری
شما باید وارد شده برای ارسال نظر.