2649164773

3. OPIS MECHANIZMU KOROZJI RUR EKRANOWYCH

Pomimo, że problem korozji rur ekranowych w kotłach energetycznych jest znany od lat czterdziestych ubiegłego wieku, zjawisko to ze względu na jego złożoność jak dotąd nie zostało ściśle zdefiniowane i opisane. W literaturze spotyka się różne określenia tego charakterystycznego rodzaju korozji, są to:

•    korozja niskotlenowa,

•    korozja siarkowa,

•    korozja wysokotemperaturowa w atmosferze redukcyjnej,

•    korozja niskoemisyjna.

Z uwagi na fakt, że ten rodzaj korozji jest związany z przystosowaniem kotłów do spalania z ograniczeniem emisji NOx, ostatnie określenie zdaje się być najwłaściwszym. Warunki, w jakich pracują rury ekranowe komory paleniskowej to:

•    oddziaływanie w formie promieniowania jądra płomienia o temperaturze rzędu 1400 -1600°C;

•    obciążenie cieplne dochodzące do 500kW/m²;

•    temperatura mieszanki parowo-wodnej w rurach ~350°C;

•    agresywna, redukcyjna atmosfera zawierająca związki takich pierwiastków jak: siarka, sód, potas, chlor i inne;

•    obecność dużych stężeń CO;

•    dopalanie się cząstek węgla osadzonego na rurach;

•    lokalne uderzenia płomienia niosącego płonące cząstki węgla i lotne substancje.

W takich warunkach, a szczególnie ze wzrostem stężeń CO w spalinach, na rurze pokrytej cienką warstwą magnetytu tworzą się pola zawierające siarczki, w głównej mierze odpowiedzialne za korozję.

Głównymi, bezpośrednimi czynnikami mającymi wpływ na szybkość korozji są:

•    mineralne osady popiołowo-żużlowe z obecnością dopalających się cząstek węgla na powierzchniach rur ekranowych w formie stałej lub stopionej w przypadku znacznych zawartości metali alkalicznych w węglu;

•    skład atmosfery w warstwie przyściennej, w tym szczególnie stężenia H₂S i CO -uważa się, że stężenie powyżej 0,3% CO grozi zwiększonym tempem korozji;

• węgiel - skład chemiczny, w tym zawartość siarki, chloru i pierwiastków alkalicznych, ale również zawartość części lotnych;

•    chlor - przez wielu uważany za odpowiedzialny za niszczenie ochronnej warstwy tlenków, co otwiera drogę siarce do procesu siarczkowania - uważa się, że stężenie 0,8% gazowego HC1 niszczy hematyt (Fe₂0₃), a stężenie 2% niszczy magnetyt (Fe₃0₄).

Z doświadczenia wiadomo, że przed przystosowaniem kotłów do spalania z ograniczeniem emisji NOx korozyjny ubytek grubości ścianki rur ekranowych wynosił około 0,05 mm/rok. Świadczy to o decydującym wpływie stężenia CO w warstwie przyściennej ekranów na tempo korozji. Inne czynniki i składniki atmosfery i osadów mają charakter drugoplanowy.

24