Определение количества отложений на внутренней поверхности труб котла

На температуру стенок парообразующих труб существенное влияние оказывает степень чистоты их внутренней поверхности. Увеличение температуры стенки трубы будет тем значительней, чем больше тепловой эффект и толщина отложений, меньше их теплопроводность

,

где - температура стенки трубы; - температура среды; - тепловой поток; - толщина отложений; - коэффициент теплопроводности отложений.

Повышение температуры металла сверх допустимого значения приводит к снижению его прочности и усилению процессов коррозии. По истечению некоторого времени участки перегретого металла под действием давления рабочей среды начинают деформироваться, толщина стенки на таких участках уменьшается и труба разрывается. Угроза появления малотеплопроводных отложений на поверхностях нагрева котлов, соприкасающихся с рабочей средой, реально существует на всех ТЭС. Предотвращение образования таких отложений и, следовательно, повышение надежной работы котлов относятся к важным задачам организации водно-химических режимов.

Наиболее эффективным и представительным средством контроля интенсивности образования отложений на внутренней поверхности экранных труб является наблюдение за температурой с помощью температурных вставок. При отсутствии такого контроля применяют менее объективный метод выборочной вырезки контрольных образцов труб. Образцы труб вырезают из поверхностей нагрева, расположенных в зоне максимальных теплонапряжений и концентраций примесей, то есть в зоне с наиболее благоприятными условиями для образования отложений и протекания процессов коррозии.

Периодичность вырезок образцов экранных труб зависит от режима работы котла и вида топлива. На котлах, работающих на жидком и газообразном топливе или на их смеси, вырезки проводятся не чаще одного раза в год, но не реже, чем через 15 тысяч часов эксплуатации. На котлоагрегатах, работающих на твёрдом топливе и смеси твёрдого и газообразных топлив, вырезки осуществляются не чаще чем через 15 тысяч часов эксплуатации.

Образцы труб вырезают механическим способом или автогеном. Участки труб, расположенные на расстоянии 10-15 см от конца вырезанного автогеном образца, не учитывают при определении количества и состава отложений. Это предусмотрено для исключения возможного попадания сварочного грата, перегрева металла, изменения его структуры, характера и состава отложений. Вырезанные образцы разрезают на 2-3 участка длинной 4-6 см для определения загрязненности внутренней поверхности. При необходимости более детального осмотра и анализа состояния поверхности намечают участки для продольного разреза, который выполняют так, чтобы отделить огневую сторону от тыльной. Распиливание проводят «всухую» - режущий инструмент не должен смачиваться. Нельзя допускать ударов по образцу, сильную вибрацию. Внутреннюю поверхность труб прикрывают бумагой для предотвращения попадания на неё стружки или опилок.

Перед снятием отложений производят осмотр и описание внутренней поверхности образцов. При описании отложений отмечают их цвет, толщину слоя в различных местах, степень равномерности покрытия поверхности трубы, характерные особенности (пластинки, вспененная или губчатая масса, отдельные бугорки, сплошной слой). В описание также включают характеристику состояния металла под слоем отложений после их удаления - наличие язвин, их количество, размеры, глубина и характер.

В случаях, когда интересует химический состав разных слоев отложений, применяют механический способ удаления отложений. При этом вначале снимают мягкие отложения, слабо связанные с поверхностью. Их удаляют жесткой кистью или ножом с незначительным усилием. Чтобы отделить оставшиеся твердые отложения, образец заворачивают в бумагу, помещают в тиски или пресс и, плотно прилегающие к металлу отложения отслаиваются в виде пластинок. Собранные раздельно мягкие и твердые отложения взвешивают и подвергают анализу. Механический способ снятия отложений имеет ряд серьёзных недостатков. Это - неполнота очистки из-за невозможности удаления отложений из мелких пор и язвин; засорение отложений материалом скребков и металлом образца; невозможность снятия окалины и отложений, прочно сцепленных с очищаемой поверхностью. Однако преимущества механического способа снятия отложений с помощью деформации образца очевидны при снятии плотных силикатных отложений, не удаляемых катодным методом.

Полное удаление отложений с образцов труб достигается электролитическим способом - катодной обработкой образцов в растворах электролитов. Правильный выбор электролита важен для получения точных результатов: электролит должен обеспечивать полное снятие отложений, но не вызывать растравление основного металла. В качестве электролита обычно применяют раствор серной кислоты с ингибитором.

Необходимость защиты наружной поверхности образцов специальными покрытиями зависит от условий проведения электрохимической обработки образцов. При температуре не выше 70°С, плотности тока на катоде не более 1 мА/см² и длительности процесса не более 60 минут заметного растравления металла не происходит. Следовательно, можно не защищать наружную поверхность образца.

При выполнении электролитического снятия отложений в более жестких условиях необходимо защитить наружную поверхность образца специальными покрытиями. В этом случае наружная поверхность образца защищается покрытием эпоксидным клеем ЭДП, клеем БФ-2, Бф-4, химически стойкими лаками, сплавленной смесью парафина с канифолью в соотношении 1:1.

При высоком содержании меди в отложениях, на что указывает образование медно-красного налета на внутренней поверхности, образец помещают в аммиачный раствор персульфата аммония. После растворения меди образец промывают дистиллированной водой и используют для определения количества отложений методом катодного травления.