Котлы хрупкость

Образование трещин происходит в паровых котлах при совместном воздействии на металл местных напряжений и щелочного концентрата котловой воды. Стимулятором развития щелочной хрупкости металла является присутствующий в котловой воде едкий натр. Для предотвращения щелочной хрупкости котельного металла необходимо устранить агрессивность воды, механические и термические напряжения, а также неплотности в швах и в вальцовочных соединениях котлов. [c.120]

Ингибиторная защита. Для уменьшения коррозионного растрескивания металла в замкнутых системах к циркулирующим в них растворам добавляют ингибиторы (замедлители) коррозии. Так, добавление фосфатов в воду, подаваемую на питание паровых котлов, предотвращает возникновение высоких локальных концентраций ОН , вызывающих щелочную хрупкость стали. Коррозия углеродистой стали, подверженной воздействию кипящего концентрированного раствора нитратов кальция и аммония, замедляется при добавлении в раствор хлорида или ацетата натрия. [c.453]

Впервые в практике КРН было обнаружено в клепаных паровых котлах. Напряжения на заклепках обычно превышают предел упругости, и в котельную воду для уменьшения коррозии добавляют щелочь. В щелях между заклепками и листовым металлом котла в процессе кипения концентрация котельной воды достигает уровня, достаточного, чтобы вызвать КРН, нередко сопровождающееся взрывом котла. Поскольку было обнаружено, что одним из коррозионных факторов является щелочь, эти аварии называли щелочной хрупкостью. С распространением сварных котлов и с улучшением обработки котельной воды КРН котлов встречается не так часто, однако не исчезло полностью, так как напряжения могут возникать и в сварных швах котлов, и в емкостях для хранения сильных концентрированных щелочей. [c.133]

Некоторые котлы оборудуются индикатором хрупкости, с помощью которого можно непрерывно контролировать качество химической обработки воды, выявляя потенциальную способность воды вызывать коррозионное растрескивание под напряжением (рис. 17.3) [21, 22. Для этого испытывается образец из пластически деформированной котельной стали. Образец находится в напряженном состоянии, которое создается отжимным винтом. Положением винта регулируется слабый ток горячей котловой воды к участку образца, который испытывает наибольшее растягивающее напряжение. На этом же участке вода испаряется. Считается, что котловая вода не вызывает хрупкости стали, если образцы не подвергаются растрескиванию в течение 30-, 60-и 90-дневных испытаний. Проведение таких испытаний является достаточной мерой предосторожности, так как у пластически деформированного образца склонность к растрескиванию более выражена, чем у какого-либо участка котла. Благодаря этому можно при необходимости откорректировать режим подготовки воды, не допуская разрушения котла. [c.282]

ДОБАВЛЕНИЕ ИНГИБИТОРОВ. Ингибиторы можно использовать для предупреждения КРН и коррозии линии возврата конденсата. Как отмечалось выше, первый вид коррозии может быть сведен к минимуму добавлением фосфатов. Испытания с применением индикатора хрупкости [22] показали, что эффективными ингибиторами для этой цели являются таннины, в частности экстракт из коры квебрахо — дерева, растущего в Южной Америке его иногда добавляют в котловые воды для предупреждения образования накипи. Хорошие ингибирующие свойства проявляют также нитраты при введении в виде ЫаЫОз в количествах, соответствующих 20—30 % щелочности воды по едкому натру [221. Этот вид обработки с успехом использован при подготовке питательной воды для котлов локомотивов. Его применение фактически предотвращало КРН. [c.287]

Наряду с электрохимическими процессами, управляющими межкристаллитной коррозией, существенную роль в развитии ее играет выделяющийся на катодных участках водород. Нет никакого сомнения в том, что он, легко диффундируя в толщу металла, выполняет роль пособника процесса образования межкристаллит-ных трещин в металле паровых котлов, образуя различные газообразные продукты при реакции с углеродом, сульфидами и другими загрязнениями стали, развивая тем самым дополнительные разрывные усилия и способствуя разрыхлению структуры, углублению, расширению и разветвлению трещин. В отличие от водорода эти газообразные продукты плохо диффундируют в металл. Однако из изложенного видно, что водород, хотя и играет существенную роль в развитии межкристаллитной коррозии, является основным агентом, вызывающим это явление. Именно щелочь прокладывает путь протеканию процесса водородной хрупкости. Дальнейшее развитие трещин сильно облегчается из-за появления местной концентрации напряжений. [c.8]

Даже в котлах, работающих иа воде с небольшим содержанием щелочи, появляются трещины каустической хрупкости около заклепок или вальцовочных соединений. Их образование объясняется проникновением воды по тонким капиллярным щелям при малейших нарушениях герметичности. Вдоль щелей давление понижается, а температура повышается влага при этом испаряется и раствор непрерывно обогащается щелочами и солями, которые не уходят с парами воды. Постепенно концентрация щелочи повышается настолько, что возможно образование трещин каустической хрупкости. [c.74]

В котлах основной метод борьбы с каустической хрупкостью заключается в добавлении к воде веществ, препятствующих развитию этого вида коррозии, например нитрата натрия и сернокислого натрия. [c.74]

Коррозионное растрескивание является распространенным видом коррозии (щелочная хрупкость металла паровых котлов, сезонное растрескивание деформированных латуней, растрескивание некоторых конструкционных и коррозионностойких, в частности, аустенитных хромоникелевых сталей). [c.62]

Обезжиривание прямоточных котлов во избежание щелочной хрупкости при эксплуатации энергетического оборудования следует производить лишь растворами аммиака или присадками ОП-7 и ОП-10 с добавлением аммиака. Концентрация реагентов 0,5— 1%. Скорость движения электролита 0,5—1,5 м/с, i =12-f-24 ч. Очистка теплотехнического оборудования от продуктов коррозии окалины в предпусковой период ведется обычно в слабых растворах соляной и серной кислот (3—4%), а также в лимонной, ади-пиновой кислотах и в растворах комплексонов. [c.235]

В практике химических предприятий часто приходится сталкиваться с так называемой щелочной хрупкостью углеродистых сталей. Установлено, что при наличии растягивающих напряжений растрескивание может иметь место, если концентрация щелочи превышает 10—15% при температуре выше 65 С. Характерна также МКК углеродистых сталей в горячих концентрированных растворах нитратов. Этот вид коррозии развивается только в кислых и нейтральных растворах. В слабощелочной котельной воде добавки нитратов, наоборот, препятствуют развитию МКК паровых котлов. Описаны случаи меж-кристаллитного разрушения углеродистой стали под действием сероводорода, цианида водорода и некоторых Других сред. [c.56]

Низкоуглеродистая сталь подвергается растрескиванию в щелочных средах при высоких температурах этот эффект называется каустической хрупкостью (ему подвержены и аустенитные стали, но в значительно меньшей степени, чем низкоуглеродистые). Каустическая хрупкость представляет серьезную опасность для котлов и парокотельного оборудования, в которых щелевые зазоры и пористая накипь на сильно нагруженных участках (например, в зонах клепаных и сварных соединений) могут приобрести высокие pH и вызвать разрушения взрывного типа. Трещины имеют межкристаллитное залегание, хотя разъеданию подвергается перлитный цементит, и железо растворяется в форме оксианионов. Осаж дается магнетит, но выпадение его обычно происходит в стороне от острия трещин, так что их закупоривания не происходит. В процессе разъедания образуется водород он может способствовать растрескиванию путем образования внутренних пузырей. [c.188]

На практике коррозионная усталость возникает при многих обстоятельствах. Например, пароперегреватели склонны к разрушению на участках металла, несмачиваемых из-за барьера пара между стенками котла и водой в трубках. Температура стенки повышается до тех пор, пока не разрушится пленка пара и не станет возможным контакт между охлаждающей водой и трубкой. Пульсации температуры стенки вызовут условия усталостной нагрузки. При таких же условиях могут возникнуть каустическая хрупкость и водородное растрескивание. [c.195]

Длительная прочность котельной стали в условиях действия агрессивной щелочной среды имеет большое практическое значение. Несмотря на то, что это явление в котельной практике обнаружено уже давно, и по настоящее время не существует единой точки зрения как на причины, вызывающие этот вид разрушения металла, так и на способы его предупреждения. Теоретическая сторона этого явления (его физико-химическая роль и механическая природа) до последнего времени во всех подробностях не изучена. Главные недостатки проводимых в этой области исследований — это их неполнота и изолированное изучение роли отдельных факторов, чтО не позволило установить комплексное влияние упомянутых факторов на явление щелочной хрупкости при эксплуатации паровых котлов. Воспроизведение в лаборатории физико-химических условий эксплуатации паровых котлов является трудно осуществимой задачей. [c.366]

Трещины щелочной хрупкости возникают в результате воздействия на металл термомеханических напряжений, появляющихся в эксплуатационных условиях паровых котлов. В этом случае влиянию среды не придается особого значения. [c.366]

Для изучения некоторых мало исследованных факторов, влияющих на возникновение щелочных хрупких разрушений, а также для изыскания рациональных путей предупреждения аварий паровых котлов, обусловленных щелочной хрупкостью металла, в Центральном котлотурбинном институте (ЦКТИ) была создана лабораторная установка, позволяющая измерять как самоустанавливающийся потенциал образца, так и потенциал, навязанный путем поляризации от постороннего источника тока. [c.367]

Тот факт, что устойчивость исследо-анных марок стали против щелочной хрупкости понижается с уменьшением содержания углерода, указывает также на наличие связи между устойчивостью и химическим составом стали. Это означает что, кроме применения пассиваторов, не исключается также возможность подбора щелочеустойчивой стали [5], установления оптимальной структуры и других мероприятий, повышающих надежность эксплуатаций паровых котлов. [c.381]

За последние годы на ряде отечественных электростанций высокого давления были обнаружены случаи опасной местной коррозии котлов, так называемой каустической хрупкости котельного металла, проявляющейся в виде трещин в развальцованных концах кипятильных и экранных труб и в теле барабанов, распространяющихся главным образом между кристаллами металла. [c.384]

Пассивирующее действие оказывают на изделия из железа ионы гидроксила, содержащиеся в воде в небольших количествах. Но высокие концентрации едких щелочей в котловой воде вызывают каустическую хрупкость котельного железа. Разрушение котла происходит в местах заклепок, где благодаря неплотности швов скапливаются едкие щелочи в больших концентрациях, чем в воде. Присутствие в воде хлоридов усиливает процесс разрушения металла, так как способствует снятию с него защитных пленок. [c.178]

Поэтому щелочность воды в паровых котлах сильно возрастает. Опыты показали, что за 8 ч работы щелочность в котле увеличивается с 30 до 400 мг-экв/л. Высокая щелочность приводит к вспениванию воды, выбрасыванию ее из котла и может вызывать каустическую хрупкость металла. [c.203]

Значительно лучше снимаются внутренние напряжения при искусственном старении, которое достигается при нагреве котла до температуры 500—550" с выдержкой при этой температуре от 5 до 8 час. и последующем медленном охлаждении. Как нагрев котла в термической печи, так и охлаждение ведется со скоростью. 30° в час. Такой отжиг котлов улучшает обрабатываемость чугуна, что очень важно при обработке спускного штуцера, но несколько ухудшает механические свойства металла, так как снижается предел прочности при растяжении. Следует указать, что снижение механических свойств чугуна не ухудшает качества котла, так как чугун после отжига приобретает меньшую хрупкость. [c.95]

Первое заключается в образовании коррозийно-механических трещин, нормальных направлению растягивающих напряжений. Характерным примером этого вида коррозии стали является щелочная хрупкость металла паровых котлов. Аналогичных случаев разрушения стали в строительных, в том числе и железобетонных, конструкциях не отмечалось. [c.50]

Коррозия в котле может происходить в результате различных факторов, к которым в общем случае относятся растворенный кислород, высокие температуры, давление, концентрация солей, интенсивная теплопередача, напряжение, локальные концентрации щелочи (котлы преднамеренно эксплуатируются при высоких значениях pH), а также эрозия, особые местные условия потока, двуокись углерода, осадки солей, металлов и металлических окислов кроме того, накипь и шламы при местном перегреве. В качестве конструкционных материалов неизменно используются углеродистая сталь или низколегированные стали. Встречающиеся различные виды коррозионного разрушения включают питтинговую и концентрационную (щелевую) коррозии, щелочную хрупкость, коррозию под напряжением и эрозионную коррозию. [c.35]

Котлы-утилизаторы отходящей теплопил. Явление коррозионного растрескивания аустенитной хромоникелевой стали кратко упоминалось в 5.4.2. В межтрубном пространстве котлои-утилизаторов отходящей теплоты и в некоторых специальных видах охладителей предпочтительнее осуществлять циркуляцию воды, тогда как в случае использования горячей жидкости с коррозионным воздействием трубы и трубные доски необходимо изготавливать из нержавеющей стали. Если температура входящей жидкости превышает те.мпературу, необходимую для испарения воды, находящейся в пространстве между трубой и трубной доской, может произойти растрескивание элементов конструкций, изготовляемых из аустенитной хромоникелевой стали. Температура испарения примерно равна температуре насыщения пара при рабочем давлении поэтому аустенитную нержавеющую сталь можно использовать при условии, что входная температура горячего газа ниже температуры насыщения на некоторую величину, выбранную из условий безопасности установки, скажем на 30 °С. В противном случае для изготовления трубного пучка могут потребоваться ферро- или ферроаустенитные стали. Однако использование этих сталей может вызвать ряд сложностей, связанных со сваркой труб доски с кожухом вследствие возникновения хрупкости в сварном шве. Для данных условий экономически более выгодно использовать сплавы с более высоким содержанием никеля. При хорошей химической обработке воды сварка труб с задней стороной трубной доски является возможным решением проблемы. Если вода неудовлетворительного качества, то иа наружной поверхности труб может происходить отложение солей, вызывающих коррозионное растрескивание. [c.319]

Предварительно раздробленный илп чешуйчатый едкий натр нагружается в аппа рат но течке 4 через штуцер 3 при помощи скипового подъемника 6. В некоторых кру11Нотопнажных производствах с суточным расходом едкого натра, достигающим нескольких десятков тонн, д.чя механизации загрузочных операций применяется 42%-ный раствор едкого натра, который пред-ва.рительно упаривают в обычной вакуум-выпарной установке до концентрации 65—70% NaOH. Дальнейшее упаривание ведут в чугунных выпарных котлах. Однако выпаренный раствор щелочи, температура которого достигает 270 (и выше), вызывае) усиленную точечную и интеркристаллитную коррозию металла, в результате которой чугун приобретает хрупкость. [c.325]

Водород, являющийся продуктом реакций, может проникать вглубь материала и вызывать хрупкость и водородную коррозию. Многие аварии котлов высокого давления были вызваны растрескиванием конструкционных элементов, вызванным наводорожива-ннем. [c.68]

Наибольшие трудности возникают при выборе конструкционных материалов для подогревателей и плавильных котлов. Срок службы котлов из чугуна, содержащего 6 и 11% никеля, составляет соответственно 6 и 12 месяцев, а срок службы котлов из стали Х18Н10Т не превышает 3 недель. Наиболее интенсивному разрушению котлы подвергаются в зоне обогрева водородным пламенем, где температура стенки значительно превышает температуру упариваемого раствора. Использовать коррозионностойкие кремнистые чугуны для изготовления котлов нельзя из-за их хрупкости и неустойчивости к резким температурным перепадам. Применять тантал или серебро в качестве конструкционных материалов для выпарной аппаратуры экономически невыгодно. Дл-я изыскания путей увеличения срока службы аппарата следует проверить в опытном порядке целесообразность упаривания раствора под вакуумом при температуре не более 150° С или производить упаривание в кипящем слое. [c.174]

Коррозия под напряжением. Щелочная хрупкость является в действительности одним из видов коррозионного растрескивания под напряжением. Это один из тех видов коррозии, который наиболее часто встречается в котлах и таким образом заслуживает особого внимания. Общая теория коррозионного растрескивания под напряжением была выдвинута Диксом [54] и дополнена Бабером, Макдональдом и Лонгтином [55]. Согласно этой теории, металл должен иметь естественную склонность к селективной коррозии по такому определенному направлению, как границы зерен. Коррозия будет происходить, когда металл имеет микроскопически гетерогенную структуру, а непрерывная фаза является анодом по отношению к остальному металлу в рассматриваемой коррозионной среде. Кроме того, вдоль этой непрерывной фазы должно [c.38]

К растворам щелочей и солей, имеющих щелочную реакцию, железо в обычных условиях вполне стойко, и такие растворы могут иногда даже оказывать защитное действие как ингибиторы коррозии. Однако при очень высоких температурах и концентрациях едкие щелочи действуют на железо агрессивно, растворяя его и усиливая действие микроэлементов, в результате чего металл покрывается сетью мельчайших трещин (так называемая каустическая хрупкость). Так, например, 30%-ный раствор едкого натра при 310° вызывает заметную коррозию железа. Несмотря на это, процессы щелочной плавки, за редкими исклроче-ниями, проводятся в стальных и чугунных котлах, [c.25]