coroziune gaz poate fi cauzată de acțiunea diferiților reactivi, dar în centralele termoelectrice dominate în principal, prin procese de oxidare, ca urmare a expunerii la gazele de ardere și abur. Reactivul de oxidare poate fi nu numai oxigen liber conținut în gazele de ardere și în apa de alimentare, dar, de asemenea, gaze cum ar fi CO2. . H2O, SO2 etc. Gradul și viteza de oxidare a oțelului la temperaturi ridicate este determinat de următorii factori: temperatura, timpul, mediu, compoziția chimică a metalului, compoziția și proprietățile oxizilor produși. procesul de oxidare REZUMAT este determinată de presiunea parțială a oxigenului și disociere elasticitatea oxidului, difuzia atomilor de oxigen și de metal, compoziția și proprietățile filmului de oxid rezultat.
oțelurile carbon convenționale suficient de rezistentă la căldură atunci când funcționează în centralele electrice cu abur la temperaturi de până la 500 ° C. Peste 500 ° C oxidarea oțelului carbon este mai intensă datorită friabilității și a porozității oxizi de fier pur.
Valoarea pierderilor de metal prin oxidare timp se supune în general legea parabolic.
unde # 964; - durata în ore;
k - factor în funcție de oțel a acestei mărci pe proprietățile și compoziția de oxizi.
În stadiul inițial al oxidării pe metal la suprafață un strat protector de oxid. Filmul de oxid format previne efectele directe ale oxigenului (sau alt mediu gazos) la metalul și reacția metalului cu oxigenul se realizează prin difuzie prin pelicula de oxid. Această zonă este formată din trei straturi, compoziția și structura care se schimbă: Strat exterior constă predominant (
80%) de oxizi de fier Fe2 O3. și straturile interioare cuprind de la 20% Fe2 O3 și cel puțin 80% din oxidul de bogat în oxigen - FeO.
Conform prezenta fierului și oțelului carbon după formarea oxidului de filme continuă să fie oxidat prin următoarele procedee:
1) difuzia oxigenului în metal;
2) difuzia fierului din interiorul metalului la suprafață.
Oxigenul pătrunde în metalul și oxidează carbonul, rezultând într-o primă suprafață și apoi în straturi mai adânc situată are loc faza de carbură metalică dispariție - decarburare. Apoi, în cazul în care rata de oxidare este egală cu rata de decarburare (în funcție de condițiile de temperatură și de natura mediului oxidant), următorul pas în procesul este oxidarea metalului în sine. proces de oxidare metal este însoțită de apariția incluziunilor de oxid de fier în interiorul metalului nearse. Uneori, oxid de fier apare la limitele granulei. Educația în oxidul metalic din fier, cu trecerea timpului face ca aceste straturi la scară. Oxidarea conform acestei scheme oxidat zone de metal sub microscop a relevat următoarea formă:
1) un strat de propria sa scară; compoziție care variază de la Fe2 O3 la FeO;
2) un strat metalic, care se află direct sub învelișul de oxid care conține oxid de fier;
3) strat de metal decarbonized;
4) metalul de bază.
De multe ori în practică, structura benzii de metal oxidat are un caracter diferit. În acest caz, pe suprafața formată de un strat gros de scara la care metalul nu este oxidat și nu obezuglerozhen. Acest lucru se observă și în cazul în care rata de suprafață de oxidare mai mare; Rata de decarburare metal.
În centrale, în afară de acțiunea de oxidare a oxigenului conținut în gazele de ardere, la o temperatură de peste 400 ° C, este de asemenea posibilă oxidarea fierului de abur prin reacția:
Hidrogenul liber eliberat, în cazul în care acesta este eliminat rapid suficient flux de vapori poate cauza decarburarea oțelului și coroziunea hidrogenului. Rezultând din oxidarea oxidului de fier magnetic Fe3 O4 metal este depozitat ca un film subțire, care la temperaturi sub 400-450 ° C previne metalul de oxidare în continuare. La temperaturi mai mari, filmul nu poate fi un strat barieră împotriva difuziei oxigenului și în consecință oxidarea.
In oteluri aliate procesul de scalare este complicat. Introducerea elementelor de aliere în oțelul poate mări sau micșora rezistența la oxidare, în funcție de afinitatea lor față de oxigen. În funcție de acest lucru, toate elementele de aliere pot fi împărțite în două grupe:
1) elemente mai ușoare decât oxidarea fierului: siliciu, mangan, crom, aluminiu, titan, niobiu, zirconiu, wolfram, vanadiu, bor;
2) elemente de oxidare este mai greu decât fierul, nichel, cupru și cobalt.
Oxidarea oțel aliat reduce oxidarea elementelor componente individuale ale oțelului. Ordinea de oxidare este determinată de cantitățile de oxizi de elasticitate de disociere elemente corespunzătoare. Elementele din primul grup având temperaturi ridicate mai mare afinitate pentru oxigen decât fierul, crește rezistența termică. Oxidate mai ușor decât fierul, acestea contribuie la pregătirea pe suprafața zgurii metalic, constituit din oxizi complet stabile diferite în natură și proprietățile de oxizi de fier. Rezistența la oxidare în continuare va depinde de proprietățile filmului de acoperire metalică. film de oxid puternic, situată aproape de metalul de bază nu este permeabil la oxigen. Dintre elementele de mai sus ale primului grup de film cel mai dens și puternic dă crom, datorită faptului că densitatea de oxizi de crom aproape de densitatea oxizilor de fier. Cromul este cel mai de încredere în ceea ce privește protecția împotriva oxidării elementului din otel rezistent la căldură și rezistent la căldură.
Oxizii de siliciu și aluminiu crește, de asemenea, rezistența termică a oțelului. Cu toate acestea, în mod semnificativ diferită de densitatea de oxizi de fier, oxizi de crom, acestea sunt inferioare și spori considerabil rezistența la oxidare a oțelului numai în prezența cromului.
Chiar și mai puțin utile sunt oxizi ai altor elemente având mai mari de fier, afinitatea de oxigen (tungsten, vanadiu). Oxizii acestor elemente nu au proprietățile necesare și etanșeitatea la gaze, prin care oțelul fiind în scară, au un dăunător, mai degrabă decât un efect benefic. De exemplu, adăugarea de 2,5% V din oțel crom-nichel, cu 15% Cr și 20% Ni face impropriu pentru utilizare trei temperaturi ridicate.
Adaosul de molibden nu are efect asupra îmbunătățirii rezistența termică a oțelului în atmosferă de aer. Oțel Molibden (15 la 20M) sunt oxidate în aceste condiții, în aceeași măsură ca oțelul carbon convențional. Cu toate acestea, unele molibden crește rezistența la oxidare într-un mediu cu abur. Dimpotrivă, din oțel siliciu nu crește rezistența la oxidare, atunci când sunt expuse la vapori ci acționează în mod eficient cu privire la rezistența termică a oțelului în condiții de evacuare a gazelor. Acțiunea de crom este pozitiv atunci când este expus la abur deoarece gazele de ardere mediu și lung.
600 ° C. Rezistența chimică a oțelului aliat în mediu sulfuros, desigur, depinde de temperatura metalului și de gradul de concentrare a SO2 din gazele de ardere.
În plus față de acestea, există și alți factori care pot accelera, de asemenea, procesele de coroziune a început. Acestea includ: calire, fisuri, zgârieturi, scalarea sau scalare. Prezența pe fisuri de suprafață de metal zgârieturile adânci în condițiile de mediu de oxidare conduce la formarea acestor oxizi apar la adâncimi mai mari peste secțiunea transversală a peretelui tubului și accelerează coroziunea metalului în aceste locuri. Mai ales vizibile se manifestă în cazul așa-numita coroziune de stres și oboseală la coroziune. Fenomenul de oboseală la coroziune este asociată cu prezența solicitărilor termice variabile și a mediului de abur, acțiunea comună care accelerează dezvoltarea fisurilor la oboseală. Motivul pentru formarea acestor fisuri în special în solicitări termice mari, generate de încălzire ciclică și răcire rapidă, care poate avea loc în principal în timpul pornirii centrale.
Zgură sau gunoi de pe suprafața interioară poate deveni o sursă de coroziune intensă. Scurgerilor și fisuri în stratul de nămol sau abur scară, penetreaza creând astfel condiții favorabile pentru reacția 4H2O 3Fe + = Fe3 O4 + 4H2 pe peretele tubului încălzit la o temperatură ridicată, rezultând coroziunea hidrogenului poate începe. Rezultanta această reacție, hidrogenul nu este fluxul de apă îndepărtată diffuses în țeavă metalică. Hidrogenul dizolvat în metalul este reacționează foarte activ cu carbon și formează hidrocarburi insolubile de fier (CH4), care provoacă fractura limită a granulei.