Нагрівальні труби з нержавіючої сталі 316, які широко використовуються в утилізації відпрацьованого тепла димових газів котлів, сушильних печах і термічному обробному обладнанні з високою-вологістю, часто працюють у газовому середовищі, що містить оксиди сірки, оксиди азоту, водяну пару та сольовий туман. Коли місцева температура поверхні нагрівальної труби падає нижче температури точки роси димового газу, насичена водяна пара конденсується в тонку рідинну плівку на зовнішній стінці труби. Кислотні речовини, такі як діоксид сірки та діоксид азоту, розчиняються в конденсованій воді, утворюючи розбавлену сірчану та азотну кислоти, які постійно руйнують -багату хромом пасивну плівку нержавіючої сталі та викликають типову корозію точки роси. На відміну від звичайної корозії зануренням у рідинну{6}}фазу, корозія точки роси здебільшого відбувається періодично в сухих і вологих умовах, що чергуються. Місцева концентрація кислоти постійно накопичується з повторюваною конденсацією та випаровуванням, що призводить до швидкого рівномірного стоншення та точкової перфорації стінки нагрівальної труби. Багато розробників теплового обладнання зосереджуються лише на високих{9}}температурних -захистах від окислення, ігноруючи ризик локального зниження температури нижче точки роси, що призводить до частого передчасного витоку нагрівальних труб із рекуперацією тепла. Тому точний контроль температури, анти{12}}корозійна модифікація поверхні та попередня обробка димових газів є важливими стратегіями для усунення прихованих небезпек корозії точки роси.
Корозія точки роси відбувається за типовим механізмом змінної сухої-мокрої корозії в концентрації кислоти. Димовий газ містить велику кількість водяної пари та кислих газоподібних забруднюючих речовин. Поки температура поверхні нагрівальної труби нижча за точку роси димових газів, відбувається безперервна конденсація рідкої води. Кислі гази розчиняються в конденсаті, утворюючи розбавлений кислотний розчин, який руйнує захисний оксидний шар на поверхні нержавіючої сталі та викликає рівномірне анодне розчинення. Під час періодичної зупинки обладнання конденсована кислотна рідина випаровується, а кислі солі залишаються прикріпленими до стінки труби. Коли обладнання перезапускається, водяна пара знову конденсується, а залишкові солі знову розчиняються, утворюючи кисле середовище з вищою-концентрацією, що значно прискорює швидкість корозії. Ділянки з поганим теплообміном, місцями витоку повітря та низько{8}}температурною ділянкою в хвості димоходу є найбільш вразливими до корозії точки роси, яка часто супроводжується поширеною іржею та локальними точковими дефектами.
У цьому дослідженні запропоновано чотири технології систематичного запобігання корозії нагрівальних труб за точки роси: суворий контроль температури поверхні, попередня обробка димових газів, високо{0}}захист кислотного покриття від-високої температури та розумна конструкція оптимізації теплоізоляції.
По-перше, переконайтеся, що робоча температура поверхні нагрівальної труби завжди вища за точку роси димових газів. Обчисліть фактичну температуру точки роси відповідно до водяної пари та вмісту сірки в димовому газі та встановіть мінімальну температуру поверхні нагрівальної трубки такою, щоб вона була принаймні на 15 градусів вище точки роси. Уникайте переривчастої-навантаження з низьким навантаженням, що призводить до різкого зниження температури стінки труби; застосувати процедуру попереднього підігріву-запуску, щоб запобігти миттєвій конденсації під час запуску обладнання. Для низько{6}}температурних секцій хвоста димових газів належним чином збільште щільність потужності нагріву, щоб уникнути локального переохолодження та утворення плівки кислотної рідини.
По-друге, установіть десульфуризацію димових газів і денітрифікацію, а також пристрої попередньої обробки дегідратації на передньому кінці. Зменшіть вміст оксидів сірки, оксидів азоту та водяної пари в димових газах, щоб знизити загальне значення точки роси та корозійну активність конденсованої рідини. Регулярно видаляйте частинки пилу та солі з димових газів, щоб уникнути осідання твердих забруднювачів на поверхні труби, які легко поглинають вологу, утворюючи місцеві зони кислотної оклюзії з високою-концентрацією. Очищений димовий газ істотно зменшує джерело корозійного середовища для корозії точки роси.
По-третє, нанесіть стійке до високих температур кислото-неорганічне керамічне або фторуглеродне покриття на зовнішню поверхню нагрівальних трубок. Перед будівництвом поверхню труби обробляйте піскоструменевим способом до рівня Sa2,5, щоб забезпечити адгезію покриття. Щільне покриття може ізолювати конденсовану кислу рідину від прямого контакту з підкладкою з нержавіючої сталі, протистоячи довготривалій-черговій ерозії розведеною кислотою та сухим-мокрим циклами. Покриття також може зменшити адгезію пилу та солі, завдяки чому поверхня труби легко промивається димовими газами, щоб уникнути локального збагачення сіллю та концентрованої корозії.
По-четверте, оптимізувати теплоізоляцію та конструкцію герметизації витоку повітря для опалювального обладнання. Ущільніть усі фланці, дверцята доступу та з’єднання трубопроводів, щоб запобігти витоку холодного навколишнього повітря в димову трубу, що спричинить місцеве зниження температури та конденсацію роси. Оберніть -високотемпературні теплоізоляційні шари на зовнішню стінку димоходу та опалювального короба, щоб зменшити втрати тепла та уникнути надмірного охолодження нагрівальної труби в хвостовій частині. Розташуйте нагрівальні труби в зоні димоходу з високою-температурою, наскільки це можливо, і уникайте встановлення нагрівальних пучків у низько-температурних мертвих зонах, де легко накопичується холодне повітря.
Польові порівняльні перевірки показують, що нагрівальні труби, які працюють при температурі вище точки роси з кислотостійким покриттям, можуть безперервно працювати більше 27 місяців без очевидного потоншення стінок. Навпаки, неізольовані низько{3}}температурні секції опалення без попередньої обробки димових газів піддаються сильній кислотній корозії точки роси та перфорації протягом 5–9 місяців. Підсумовуючи, підтримка температури поверхні труби вище точки роси, очищення компонентів димових газів, що викликають корозію, нанесення високо-кисло-стійких покриттів і герметизація теплоізоляційних структур можуть ефективно стримувати корозію точки роси. Ці -заходи керування процесом усувають ризики змінної сухої-мокрої кислотної корозії в теплових середовищах димових газів, подовжують термін служби опалювального обладнання з рекуперацією відпрацьованого тепла та зменшують витрати на технічне обслуговування та заміну промислових теплових систем.
