Коррозия

Снижение коррозии за счет использования деталей из стекла

Из коррозионно-стойких неметаллических материалов, применяемых в промышленности (фарфор, фторопласт-4, графит и др.), для трубчатых воздухоподогревателей в настоящее время используются только специальные сорта стекла. Стекло имеет следующие преимущества: высокую химическую стойкость по отношению к продуктам сгорания и агрессивным средам: высокую термостойкость: возможность изготовления деталей требуемой конфигурации, что особенно важно для воздухоподогревателей, поскольку они характеризуются самой развитом поверхностью нагрева: небольшую плотность.

К недостаткам стекла относится его хрупкость, требующая специальных мер защиты от разрушения.

Наиболее целесообразно применять специальные термостойкие марки стекла с наименьшим коэффициентом теплового расширения. За рубежом используются трубы из боросиликатных стекол пайрекс и дюрсен-50. Боросиликатное стекло хорошо противостоит различным химическим агрессивным компонентам, в том числе серной кислоте.

Стекло — хрупкий материал. Температура газов не должна превышать 450— 500 °С, чтобы не приближаться к температуре размягчения стекла. Однако охлаждение при такой температуре должно быть медленным и равномерным, поэтому практически не рекомендуется превышать 350 °С.

Стеклянные трубы плохо сопротивляются растяжению, изгибу, кручению и не допускают ударных нагрузок.  Для воздухоподогревателей применяют только отожженные стеклянные трубы.

В РФ успешно применялись трубы из термо стойкого стекла марки 13В, аналогичного по составу стеклу пайрекс. Химический состав стекла пайрекс и 13В (%) приведен ниже:

 

МgО

SiO2

В2О3

AI2O3

Fe2O3

Na2O

К2O

CaO

Фториды

Пайрекс

80

13

2,25

0,05

3.5

1,15

 

13В

А

63,5

15,5

2,0

13

2

 

Отечественное стекло не содержит дефицитного бора.

Прочностные характеристики труб из стекла марки 13В лишь незначительно уступают прочностным характеристикам труб из боросиликатного стекла, при этом стоимость малощелочного стекла приблизительно в 3—5 раз ниже стоимости боросиликатного.

В стеклянных воздухоподогревателях как за рубежом, так и в РФ используются только металлические трубные доски, которые выполняются из малоуглеродистой стали, стали кор- тен или чугуна. Для увеличения срока службы трубные доски изготавливаются толщиной до 20 мм. Применение двойных трубных досок также позволяет создать более благоприятный температурный режим. За счет воздушной прослойки температура внутренней доски, контактирующей с газовым потоком, повышается, что уменьшает ее коррозию.

Для снижения коррозии за рубежом опробованы покрытия двух типов: на основе витона и из полимеризованных пластмасс.

Фирма «Эр-Эндюстри» (Франция) разработала способ защиты досок с помощью покрытия из листового политетрафторэтилена (фторопласта-4), который закладывается в каждое отверстие в сочетании с втулками «диаболо». Уплотнительная втулка «диаболо» — одна из лучших по конструкции.

Опыт эксплуатации воздухоподогревателей со стеклянными трубками показал их высокую эффективность.

При сжигании сернистых топлив хорошими антикоррозионными свойствами обладают стекловидные и фарфоровые эмали, имеется также положительный опыт применения набивок регенеративных воздухоподогревателей, эмалированных кислотостойкими эмалями. В качестве покрывной эмали используются стекловидные эмали Л-32 и А-168, а также безгрунтовая эмаль А-20. Эмаль должна быть нанесена не менее чем в 2 слоя толщиной 0,5—0,6 мм.

Применяется [11] защита от коррозии металлических газоходов покрытием на основе кислотоупорного силикатного состава, которое обладает хорошими абразиво- и кислотостойкостью, термостабильностью.

Применение защитных покрытий эффективно, однако они довольно дороги. Кроме того, требуется дефицитная тонколистовая сталь. Поэтому в пашен стране и за рубежом ведутся разработки по созданию долговечных и дешевых антикоррозионных материалов для поверхностей нагрева, которые бы полностью исключали применение стали.

Хорошие результаты достигнуты при использовании керамических набивок холодной части регенеративного воздухоподогревателя в виде дырчатых блоков. Поверхность блоков покрыта кислотостойкой глазурью. Блоки располагаются в два яруса (высота одного яруса 250—300 мм). Отложения па керамической набивке имеют слабое сцепление и легко удаляются перегретым паром или водой. Тепловые и аэродинамические характеристики совпадают с характеристиками металлической набивки.

Стоимость блоков примерно на 40 % ниже стоимости металлической набивки из листов толщиной 1,2 мм. Керамические блоки устойчивы к сернокислотной коррозии. Применение их целесообразно даже при равном с металлической набивкой сроком службы, так как тонколистовая сталь — материал дефицитный и более дорогой по сравнению с керамической набивкой.

Присадки. Для уменьшения потерь от низкотемпературной коррозии и предотвращения образования плотных отложении золы используются различные присадки, вводимые в топливо, или дымовые газы.

В зависимости от свойств присадок их действие может быть различным. В качестве присадок, улучшающих структуру отложений золы, применяются соединения щелочноземельных металлов, компоненты глин, силикаты алюминия, оксиды металлов (Zn, Сu). Некоторые присадки (кремний, каолин), не вступая в химическое взаимодействие с золообразующими компонентами, препятствуют слиянию легкоплавких частиц золы. Такие присадки, как фаолит, оксид или гидроксид кальция и магния, порошкообразные металлы (Zn, Сu и др.), а также газообразный аммиак при химическом взаимодействии с SO3 образуют соединения, не вызывающие коррозию.

Положительно зарекомендовали себя газообразный аммиак, вводимый в дымовые газы, а также водный раствор хлорида магния [9].