Продукты сгорания топлив при определенных условиях горения становятся высокоагрессивными и вызывают повышенную газовую коррозию металла.

При температуре до 550 °С продукты сгорания всех используемых видов топлив практически неагрессивны. Проблема высокотемпературной коррозии металла печных деталей возникает при температуре выше 550°С при сжигании мазута [12].

Мазут. Жидкое топливо, получаемое из некоторых типов сырой нефти, содержит незначительное количество ванадия (около 20 млн^-1), а получаемое из нефти Среднего Востока и Венесуэлы — до нескольких сотен млн^-1 [13]. Содержание агрессивных примесей в нефти, перерабатываемой в РФ, колеблется: ванадия от 70 в смеси западносибирской до 250 млн^-1 в арланской нефти, при содержании серы 2,5—3,5%.

При сжигании мазута ванадий образует в первую очередь V₂О₃ и V₂O₄ и в дальнейшем переходит в V₂O₅. Летучий оксид V₂O₅ может испариться, если он находится в свободном состоянии, но при наличии других зольных отложений образуется серия ванадатов с давлением пара ниже, чем у V2O5, и поэтому ванадий остается в зольных отложениях. Сера в нефти окисляется до SO2 и SO3, а при сгорании топлива (700— 1400°С) образует сульфаты по реакции:

2NaСl + SO₂ + 1/2О₂ + Н₂0 → Na₂SO₄ + 2НСl.

Примерное содержание компонентов в зольных отложениях в зависимости от вида топлива приведено в табл. 7.4. Выходящие из области пламени газы содержат большое количество неорганических соединений — оксиды V, Са, Fe, Ni. Mg, Si; пары HCl, сульфаты Na₂SO₄, силикаты и ванадаты, которые оседают на металлических поверхностях печного оборудования. Взаимодействие зольных отложений с металлом может привести к образованию легкоплавких соединений (Na₂SO₄, V₂O₅, Nа₂О·V₂O₄·5V₂O₅), что и определяет ускоренную коррозию в расплаве [12]. Это ускорение происходит при температуре выше температуры плавления одного из компонентов золы или их эвтектики. Для ванадийсодержащих зол ускоренная коррозия жаростойких хромоникелевых сталей наблюдается при их температуре выше 650°С.

Температура радиантных секций пароперегревателей ниже 650 °С, и сульфидная коррозия может возникать только при их перегреве. Нередко наблюдается ускоренная коррозия при 560—600 °С, что можно Нередко наблюдается ускоренная коррозия при 560—600 °С, что можно объяснить длительным сроком эксплуатации и периодическим перегревом металла труб. Детали печей (опоры, перегородки и др.) эксплуатируются при более высоких температурах, чем трубные секции пароперегревателя, и повышенная скорость их коррозии выше, несмотря на то, что они выполнены из более легированных сталей, чем трубы. Скорость коррозии печных деталей из стали типа 24Сг—21Ni при 800—900 С— до 15 мм/год.

Таблица 7.4. Примерный состав зольных отложений, % [14]

В печах нефтепереработки температура стенок труб радиантных змеевиков не превышает 650 °С, и ожидать на металле труб высокотемпературной ускоренной сульфидно-ванадиевой коррозии под зольными отложениями сгорания мазута нет оснований, но на неохлаждаемых печных деталях протекание агрессивной ускоренной коррозии может иметь место.

Коррозионная агрессивность продуктов сгорания топлива по отношению к металлу поверхностей нагрева (змеевиков) при их постоянной температуре в значительной степени определяется температурой топочных газов, которая оказывает влияние на соотношение V₂O₅/Na₂SO₄ в зольных отложениях. Наибольшая коррозионная агрессивность среды при высокой температуре газов (выше 900 °С) наблюдается при соотношении V₂O₅/Na₂SO₄ = 4/1 [15].