Cтраница 2
Реакция между металлом котла и водяным паром приводит к разложению последнего. При этом свойства питательной воды непосредственно на эту реакцию не влияют. Особо отметим, что в данном случае речь идет о химическом разъедании материала при разложении водяного пара, а не о расщеплении воды ( диссоциация) на водород и кислород без участия металла отла; диссоциация воды может происходить только при температурах от 1300 С и выше. [16]
Если давление в каком-либо месте всасывающей линии будет близко к he то в этом месте образуются пустоты, которые заполняются парами жидкости и выделяющимися из нее газами. Образование таких пустот носит название кавитации. Образовавшиеся пустоты переносятся вместе с потоком жидкости в места с большим давлением, где происходит быстрая конденсация пара. Вследствие внезапного уменьшения объема возникает резкое движение близлежащих частиц жидкости с большой скоростью. Вследствие ударов происходит механическое разрушение материала стенок, чему способствует и химическое воздействие как выделяющегося газа, так и самой жидкости. Зачастую разъедание материала, связанное с явле нием кавитации, протекает настолько быстро, что насос выходит - из строя через несколько суток. Поэтому необходимо принимать меры, чтобы явления кавитации не наблюдалось. [17]
Выделившиеся пузырьки пара увлекаются потоком в область повышенного давления, где происходит конденсация пара. При конденсации давление внутри пузырька остается постоянным и равным упругости насыщенного пара, давление же жидкости повышается по мере продвижения пузырька. Частицы жидкости, окружающие пузырек, находятся под действием все возрастающей разницы давления жидкости и давления внутри пузырька. При полной конденсации пузырька происходит столкновение частиц жидкости, сопровождаемое мгновенным местным повышением давления, которое может достигнуть нескольких десятков тысяч атмосфер. Конденсация пузырька на поверхности стенок канала, сопровождающаяся сильными ударами жидкости о стенку, ведет к выщерблению, разъеданию материала стенок каналов. [18]
Необходимым условием ее протекания является образование на поверхности материала осажденного слоя соли или шлака, что приводит к изменению характера взаимодействия данного сплава с окружающей средой. Горячая коррозия, т.е. коррозия, модифицированная присутствием на поверхности сплавов слоя осадка, происходит в котлах, мусоросжигающих печах, дизельных двигателях, глушителях двигателей внутреннего сгорания и газовых турбинах. Уровень коррозионного разъедания материалов, работающих в таких условиях, в значительной степени зависит от вида и чистоты используемого топлива, а также качества подаваемого в зону горения воздуха. Так, например, горячая коррозия гораздо чаще встречается в промышленных и морских газовых турбинах, чем в авиационных. Природа горячей коррозии такова, что вызываемое ею разъедание почти всегда приводит к гораздо более сильной деградации сплавов, чем обычная коррозия в такой же газовой среде, но без поверхностного модифицирующего слоя осадка. Даже в тех случаях, когда свойства сплава при осаждении на его поверхности соли изменяются незначительно и связанное с присутствием осадка усиление коррозионного разъедания в начальный период времени невелико, скорость разъедания материала в конце концов все равно со временем возрастает на порядок и более за счет модификации самого механизма деградации материала. Важной особенностью процесса горячей коррозии является то, что очень часто этот модифицирующий слой представляет собой жидкость. [19]
Если давление в каком-либо месте всасывающей линии будет близко к fit то в этом месте образуются пустоты, которые заполняются парами жидкости и выделяющимися из нее газами. Образование таких пустот носит название кавитации. Образовавшиеся пустоты переносятся вместе с потоком жидкости в места с большим давлением, где происходит быстрая конденсация пара. Вследствие внезапного уменьшения объема возникает резкое движение близлежащих частиц жидкости с большой скоростью. Образование подобных пустот происходит у стенок ( большей частью у приемных концов лопаток), и при почти мгно. Вследствие ударов происходит механическое разрушение материала стенок, чему способствует и химическое воздействие как выделяющегося газа, так и самой жидкости. Зачастую разъедание материала, связанное с явлен нием кавитации, протекает настолько быстро, что насос выходит из строя через несколько суток. Поэтому необходимо принимать меры, чтобы явления кавитации не наблюдалось. [20]
В табл. 7.4 не упомянут метод введения сухого известняка, который был одним из первых, использованных для очистки газов от SOV Тонко измельченный мел или прокаленный известняк вводят в печь вместе с углем. Двуокись серы поглощается в высокотемпературной ( от 1400 до 2000 F) зоне печи, образуя сульфиты и сульфаты кальция. Для удаления этих твердых частиц могут быть использованы циклоны или осадители, которые одновременно удаляют и угольную сажу. Из экспериментов следует, что для удаленния 50 % SO2 требуется свыше 200 % стехиометрического количества известняка. Поэтому оборудование для удаления частиц должно иметь по крайней мере вдвое большую мощность, чем мощность самой печи. Помимо этого, серьезную проблему представляет само удаление больших количеств твердых отходов. Использование этого метода сопровождается также увеличением разъедания материалов конструкции котла. Одним из основных преимуществ метода введения известняка является то, что он может быть использован в уже действующих котлах без какой-либо серьезной их реконструкции. Низкая эффективность этого метода оказывается скорее помехой, если исходить из современных проблем энергетики, обусловливающих необходимость использования угля с высоким содержанием серы. [21]
Полезно провести сравнение стойкости разных суперсплавов к горячей коррозии. Коррозионное разъедание суперсплавов зависит от их состава и других факторов, определяющих условия проведения испытания или работы. При этом, однако, возникают сложности, связанные с различной длительностью начальной стадии горячей коррозии в разных сплавах. Эта стадия определяет время, необходимое для начала стадии развития горячей коррозии. Например, считается, что сплав IN-738 обладает более высокой стойкостью к горячей коррозии, чем В-1900. Анализ данных показывает, что это скорее связано не с более низкой, чем у В-1900, скоростью горячей коррозии на стадии развития, а с более продолжительным временем инициации этой стадии в IN-738. Разумно предположить, что как только горячая коррозия суперсплавов переходит в стадию развития, скорость разъедания материала становится с практической точки зрения недопустимо большой при любых механизмах развития коррозии. Следовательно, основной параметр, по которому имеет смысл проводить сравнение стойкости суперсплавов к горячей коррозии и который определяет эту стойкость, это время, необходимое для инициации стадии развития коррозионного разъедания, то есть длительность начальной стадии горячей коррозии. К сожалению, во многих литературных источниках среди данных по горячей коррозии суперсплавов время до начала инициации коррозионного разъедания не приводится. С другой стороны, изготовители газовых турбин вполне понимают важность этого фактора и при выборе сплавов для узлов и деталей турбин пользуются собственными источниками информации. [22]