Коррозия металла внутренних поверхностей элементов котла

В результате физико-химических процессов, возникающих при взаимо­действии металла с омывающей его средой, может возникать процесс раз­рушения металла, который и назы­вают коррозией. Если коррозионный процесс сопровождается протеканием электрического тока, его называют электрохимической коррозией. Неоднородность поверхности металла, имеющего кристаллическую структуру и неравномерный состав образующихся на поверхности нагрева отложений и коррозионных образований, является причиной образования электрических микропар. Водный раствор служит электролитом. На аноде микропары накапливаются молекулы металла, а на катоде – гидроксильные группы ОН^- . Там, где в толще раствора встречаются продукты анодной и катодной реакции, образуется гидрооксид железа Fe(OH)₂, который осаждается на стенках. Так как микропары расположены не сплошь по поверхности, продукты коррозии обычно образуют рыхлую пленку, неспособную предохранять поверхность нагрева от дальнейшей коррозии.

Если процесс корро­зии подчиняется законам химических гетерогенных реакций, и при этом не возникает электрический ток, его называют химической коррозией. При повышенных температурах металлической стенки определяющее зна­чение имеет химическая коррозия, при которой происходят диффузион­ные процессы в металлической стенке – в результате на ее поверхности образуется защитная пленка.

Химическая коррозия возникает при взаимодействии с металлом агрессивных газов О₂ и СО₂, а также пара при высоких температурах стенки. Соответственно различают кислород­ную и пароводяную коррозии.

При температуре металла выше 250 °С на его поверхности образуется оксидная пленка в виде плотного слоя, состоящего в основном из Fe₃O₄, препятствующая дальней­шему развитию коррозии. Образова­нию плотной пленки Fe₃O₄ способст­вует повышенное значение рН воды. Наличие растворенной в воде СО₂ увеличивает коррозию, поскольку повышается кислотность среды, пони­жается рН и уменьшается прочность защитной пленки из продуктов корро­зии. Для кислородной коррозии характерно появление местных изъяз­влений, в том числе в местах соедине­ния отдельных деталей.

Взаимодействие водяного пара с металлом происходит при температу­рах выше 500 °С путем диффузии

3Fe + 4H₂O = Fe₃O₄ + 4H₂ .

Образующаяся в результате процесса пленка защитных окислов при температуре ниже 570 ^○С преимущественно состоит из Fe₃O₄.

В испарительных поверхностях нагрева в результате взаимодействия металла с едким натром NaOH при высокой его концентрации в воде (более 3 %) возникает щелочная коррозия. Разновидностью щелочной коррозии является межкристаллическая коррозия ­­­– каустическая хрупкость металла, которая возникает в вальцовочных соединениях под влиянием высоких механических напряжений при наличии высокой щелочности во­ды. Предотвращение щелочной кор­розии достигается уменьшением агрессивных свойств воды путем поддер­жания в ней в определенном соотно­шении концентраций гидратной ще­лочи и других ионов.