Высокотемпературная коррозия поверхностей нагрева

В результате химического и элек­трохимического воздействия внешней среды на металл элементов котла возникают коррозионные про­цессы.

В зависимости от места возник­новения различают коррозию внутренних поверхностей котла и наружную коррозию поверхностей нагрева, омываемых потоком продук­тов сгорания топлива, содержащих O₂, H₂O, SO₂ и SO₃, которая рассматрива­ется далее.

Различают низкотемпературную кислородную и сернокислотную кор­розию, которая может возникать при использовании всех видов топлива, и высокотемпературную, в том числе ванадиевую коррозию, которая имеет место при сжигании мазута.

Механизм низкотемпературной коррозии рассмотрен в разделе 4.

В результате воздействия продук­тов сгорания высокой температуры на поверхности металла образуется оксидная пленка. При высокой температуре металла процесс образования окалины усиливается. Наиболее интен­сивная высокотемпературная корро­зия имеет место при наличии серни­стых соединений в продуктах сгора­ния. В области высоких температур газов при соприкосновении газов с го­рячими поверхностями нагрева имеет место образование SO₃ из SO₂. В част­ности, нагретый до высокой темпера­туры металл пароперегревателя слу­жит катализатором окисления SO₂ до SO₃, при этом наибольшую катали­тическую активность имеет пленка окалины Fe₂O₃. Каталитическое воздействие на образование SO₃ оказы­вает также слой золы при температуре примерно 600°С. При наличии оксидов серы в газах происходит соединение их со щелочными компонентами золы и образование сульфидов.

Трубки выходных ступеней пароперегревателей наиболее подвержены газовой коррозии. Повреждение трубок пароперегревателей вызывается окислением SO₂ до SO₃ и образованием при этом сульфидных оксидов железа на поверхности труб, разрушающе действующих на защитную пленку окалины.

Наличие в золе топлива оксида ва­надия V₂O₅, в частности в минераль­ных примесях мазута, также усиливает газовую высокотемператур­ную коррозию вследствие растворяю­щего ее действия на защитные пленки окалины. Обычно ванадиевая высоко­температурная коррозия наблюдается на трубках пароперегревателя пароге­нераторов высокого и сверхвысокого давления и на поверхности стальных неохлаждаемых деталей, находящихся в области высоких температур газов. Опасность ванадиевой коррозии мо­жет быть снижена путем увеличения скорости газового потока и мероприя­тиями по уменьшению отложения зо­лы, а также защитой трубок, напри­мер, графитовыми покрытиями.