Классификация накипи по химическому составу

По химическому составу накипи подразделяются на:

а) накипи щелочноземельных металлов, которые содержат СаСО3, CaSO4, CaSiO3, Ca3(PO4)2, MgO×Mg(OH)2, Mg(PO4)2, 5CaO×5SiO2×H2O. В зависимости от преобладающего аниона они разделяются на карбонатные, сульфатные, фосфатные и силикатные;

б) железоокисные и железофосфатные накипи;

в) медные накипи.

Как уже отмечалось выше, карбонатная накипь образуется в теплообменниках, тепловых сетях, конденсаторах турбин и др. В условиях некипящей среды накипь образуется плотная, кристаллического характера. В условиях кипящей среды СаСО3 обычно выпадает в виде шлама.

Сульфатные накипи, как правило, образуют плотные отложения, прочно связанные с металлом.

Силикатные накипи сложны по своему составу (CaSiO3, 3MgO×2SiO2×H2O, 5CaO×5SiO2×H2O, Na2O×Fe2O3×SiO2 и др.), а по своей структуре разнообразны и образуют плотные, пористые и комковые отложения.

Железоокисные накипи, состоящие в основном из магнетита (Fe3O4), отлагаются обычно в зоне высоких температур (экранные трубы).

Железофосфатные накипи [NaFePO4, Fe(PO4)2] образуются при повышенном содержании в котловой воде железа, фосфата натрия и низкой ее щелочности.

В медных накипях содержится до 30 и более процентов меди с примесями оксидов железа, соединений кальция и магния. Медь в накипи присутствует в виде металла и оксидов. Такие накипи образуются в зонах высоких температур на стороне трубы, обращенной в топку.

Поступает медь в котел с питательной водой как продукт коррозии латуни и других медных сплавов конденсатного тракта.

Все материалы, из которых выполняется теплоэнергетическое оборудование, в силу своей природы подвергается коррозии – разъеданию под воздействием среды, с которой они соприкасаются. В водной среде происходит электрохимическая коррозия, обусловленная действием большого количества микрогальванических пар, возникающих на поверхности металла. Поляризация электродных участков затормаживает коррозионный процесс. Увеличение электропроводности водной среды и присутствие в ней деполяризаторов ускоряют коррозию. Электрохимической коррозии подвержены водоподготовительное оборудование, тракт питательной воды, котел, теплосеть.

Химическая коррозия обуславливается протеканием химической реакции непосредственно между молекулами среды и атомами металла. Примером этого вида коррозии является разрушение углеродистой стали в высокоперегретом водяном паре (при t=450-500°С):

3Fe+4H2O=Fe3O4+4H2.

По внешнему виду коррозионных повреждений различают общую коррозию, когда вся поверхность разрушается равномерно с одинаковой скоростью, и местную коррозию, когда разрушаются отдельные участки поверхности металла. При этом возможны различные формы: коррозия пятнами, язвенная, точечная, межкристаллитная и транскристаллитная.

Межкристаллитная коррозия, или «каустическая хрупкость» металла, возникает в неплотностях заклепочных швов, развальцованных концов кипятильных труб, где котловая вода может упариваться до концентрации едкого натра 5-10%, при механических или термических перенапряжениях котельного металла, при этом наблюдаются кольцевые трещины развальцованных концов труб.

Некоторые примеси, содержащиеся в исходной питательной или котловой воде, вызывающие ускорение коррозии, называются ускорителями или стимуляторами коррозии. Вещества, снижающие скорость коррозии, называются замедлителями или ингибиторами.

К основным стимуляторам коррозии углеродистой стали относятся растворенный в воде кислород и ионы водорода, к замедлителям – NaOH, Na3PO4, Na2HPO4, (NaPO3)6 и др.

При отсутствии кислорода аммиак, содержащийся в паре или конденсате, практически не вызывает коррозии латуни даже при больших его концентрациях. В присутствии кислорода уже небольшие количества аммиака (2-3 мг/л) обуславливают местную коррозию латуни и других медных сплавов.

При плохо налаженной деаэрации коррозии подвергаются трубопроводы, теплообменная аппаратура, аккумуляторные баки и другое оборудование.

Скопление продуктов коррозии на участках теплосети с малыми скоростями может привести к увеличению гидравлического сопротивления сети, снижению ее пропускной способности, забиванию коррозионными отложениями местных систем отопления.

Особенно подвержена коррозии теплообменная аппаратура, устанавливаемая на подпиточном тракте до деаэратора; в этой аппаратуре следует применять более коррозионостойкие материалы.