Zniszczenie orurowania podgrzewacza powietrza na skutek wykraplania agresywnych roztworów związków zawartych w spalinach

Autor

Jasiński Artur
„ENERGOPOMIAR” Sp. z o.o.
Zakład Chemii i Diagnostyki

Rurowanie podgrzewacza powietrza kotłów energetycznych ma za zadanie wymianę ciepła przekazywanego z zewnętrznej strony przez spaliny na rzecz powietrza cyrkulującego wewnątrz orurowania. Podgrzane powietrze przekazywane jest dalej do podgrzewania mieszanki paliwa lub innych celów technologicznych. Typowe mechanizmy niszczenia tych rur to zjawiska korozyjne i erozyjne działające na zewnętrzne powierzchnie rur. Niskie parametry ciśnienia i temperatury powietrza nie wymagają stosowania na orurowanie podgrzewaczy specjalnych stali, ich grubość z reguły nie przekracza kilku milimetrów.

W analizowanym przypadku orurowanie wykonane było początkowo ze zwykłej stali węglowej, jednak na skutek stwierdzonych uszkodzeń zastąpiono ją stalą z grupy kortenowskich, a więc o podwyższonej odporności na warunki atmosferyczne. Analiza wykazała, że zjawiska panujące w kotle nie uchroniły rur przed ich zniszczeniem pomimo zastosowania lepszego materiału, ponieważ nie rozpoznano rzeczywistych warunków działających na podgrzewacz. Bez znajomości rzeczywistych mechanizmów niszczenia nie jest możliwy optymalny dobór materiałów na urządzenia, niemożliwe jest również eliminowanie ich skutków.

Przedmiot analizy

Przedmiotem analizy było orurowanie podgrzewacza powietrza kotła fluidalnego typu CFB. Orurowanie zainstalowano w II ciągu kotła. Początkowo rury wykonane były ze zwykłej stali węglowej, jednak na skutek ich uszkodzeń rury zastąpiono nowymi, wykonanymi ze stali z grupy kortenowskich. Wymiana rur nie była poprzedzona dogłębną analizą, nie zbadano agresywności środowiska, w jakich pracują. Dzięki zawartości pierwiastków stopowych, takich jak: miedź, chrom, fosfor i nikiel, stal kortenowska jest z założenia materiałem o podwyższonej odporności na korozję atmosferyczną. Niestety nowe rury już po roku eksploatacji wykazywały podobne zniszczenie. Nieszczelności wystąpiły głównie w okolicach przejścia rur przez ścianę (rys.1). Z uwagi na powyższe zdecydowano się wykonać badania mające na celu wskazanie mechanizmu niszczenia rur oraz weryfikację czy materiał odpowiada wymaganiom normy.

Do badań pobrano kilka wycinków rur i poddano je szczegółowym oględzinom, na podstawie których wytypowano fragmenty, które następnie poddano badaniom chemicznym i materiałowym. Na dostarczonych do badań rurach zaobserwowano punktowe i wzdłużne ubytki korozyjne występujące na zewnętrznej powierzchni rur (rys. 2–4). Ubytki te były miejscami głębokie i występowały na całym obwodzie (rys. 5).

Do pobrania pełna wersja artykułu w wersji PDF

Artykuł ukazał się w czasopiśmie „Industrial Monitor" nr 1/2014.