Каустическим магнезитом

Примером коррозионного растрескивания под напряжением может служить «каустическая хрупкость» стали в щелочных растворах. Опыт показал, что для возникновения каустической хрупкости необходимо совместное действие концентрированных щелочных растворов при повышенной температуре и высоких внутренних растягивающих напряжений. На рис. 52 показана область склонности углеродистой и малоуглеродистой сталей к рас-

Основными видами коррозии металлов, из которых изготовляются котлы, являются кислородная (во время работы их и нахождения в резерве), подшламовая и межкристаллитная (каустическая хрупкость) [IV,2J. Последний вид коррозии присущ лишь барабанным котлам, тогда как первые два — барабанным и прямоточным.

Таким образом, каустическая хрупкость отождествляется с известным в технике явлением водородной хрупкости, возникающей, например, при травлении металлов. Наблюдаемое при этом снижение пластических свойств металла обусловлено поглощением свободного водорода. При этом также предполагается, что содержащаяся в котловой воде кремниевая кислота играет роль катализатора в процессе поглощения металлом водорода.

В процессе эксплуатации этих парогенераторов, так же как и при эксплуатации парогенераторов сверхкритических параметров пара, возникают проблемы вследствие коррозионного и коррозионно-механического поражения деталей: образование трещин около отверстий и на штуцерах барабанов, каустическая хрупкость заклепочных соединений, трещины на внутренней поверхности водоспускных труб и т. п.

Особенно опасна каустическая хрупкость заклепочных соединений барабанов. Трещины от каустической хрупкости, ослабляя мостики металла между заклепками, постепенно подготавливают мгновенное разрушение барабана.

Каустическая хрупкость — разрушение пластически деформированной стали перлитного класса под действием концентрированного раствора щелочи.

Каустическая хрупкость особенно опасна в заклепочных соединениях барабанов. Трещины каустической хрупкости, ослабляя мостики между заклепками, подготовляют постепенно мгновенное разрушение барабана. Взрыв барабана — тяжелая авария, сопровождающаяся разрушением котла и части здания котельного цеха. Поэтому при капитальных ремонтах необходим тщательный дефектоскопический контроль заклепочных и вальцовочных соединений барабанов.

Межкристалл и тная коррозия (каустическая хрупкость). В заклепочных и вальцовочных соединениях барабанов котлов иногда обнаруживаются хрупкие разрушения склепанных листов, заклепок, заваль-цов энных концов труб, а также трубных досок.

Особым видом коррозии является так называемая каустическая хрупкость металла. Она возникает в различных щелях и трещинах, в которых растворенные в воде вещества отлагаются в виде твердого осадка. Некоторые из этих веществ соединяются со сталью, образуя хрупкую массу.

К тяжелым последствиям может привести каустическая хрупкость заклепочных соединений в котельном барабане. В настоящее время в советском котлостроении заклепочные соединения не применяют: более того, если на старом барабане разрушается заклепочный шов, его не переклепывают, а заменяют сварным. Но в эксплуатации имеется еще много старых котлов с клепаными барабанами. Состояние заклепочных соединений необходимо периодически проверять.

Механические (особенно переменные) напряжения в металле в сочетании с действием сильно агрессивной среды приводят к коррозионной усталости и образованию трещин. В котельных установках наблюдается щелочная или каустическая хрупкость.

Гидроксильные ионы могут быть введены в обрабатываемую воду не только с известью и едким натром, но также и с каустическим магнезитом MgO или полуобожженным доломитом (СаСОз-MgO) [6].

Пропускание исходной воды снизу вверх позволяет обеспечить достаточный контакт исходной воды с сорбентом, необходимый для осуществления процесса; при этом не возрастает потеря давления в слое сорбента. Подача воды сверху вниз через слой суспензии, приготовленной из порошкообразного сорбента, приводит к потере давления, причем с течением времени она достигает такого уровня, что продолжение процесса фильтрования воды через сорбент становится практически невозможным. При обработке воды каустическим магнезитом, полуобожженным доломитом или гидроокисью магния, как и при едконатровом методе, в зависимости от ионного состава воды кроме магниевых реагентов могут применяться сода и известь.

Технология обработки воды каустическим магнезитом была апробирована в опытно-промышленной и промышленной установках, функционирующих соответственно на предприятии тепловых сетей и водогрейных котельных (ПТС и

На Кировабадской ТЭЦ проверка осуществлена в осветлителе производительностью 160 М3/ч, работающем в режиме известкования с коагуляцией и магнезиального обескремниевания воды. При этом после прекращения подачи в осветлитель извести и коагулянта, обработка воды продолжалась только каустическим магнезитом. Кальциевая жесткость и щелочность обработанной воды составили при этом соответственно 0,2 и 1,4 мг-экв/л. Был проверен также режим обработки воды с дополнительной подачей извести для снижения щелочности воды, которая достигала 0,65 мг-экв/л. Кальциевая жесткость составила при этом 0,6 мг-экв/л. Значение карбонатного индекса, которым нормируется качество подпиточной воды для теплосети, составляло 0,28—0,39 (мг-экв/л)2.

С точки зрения снижения опасности образования сульфатной накипи способы подготовки подпиточной воды теплосети располагаются в следующей последовательности: подкисление, известкование, содоизвесткование, обработка каустическим магнезитом (полуобожженным доломитом) и ионообменное глубокое умягчение.

большая, чем обычно, обменная емкость катионита. Указанное, в сочетании с лучшей регенерируемостью катионита из Mg-формы по сравнению с регенерируемостью катионита из Са-формы, позволяет значительно повысить используемую обменную емкость ка-тионитов. В частности, как видно из рис. 5.3,6, при регенерации катионита КУ-2 из Mg-формы стехиометрическим количеством 7,5%-ной серной кислоты восстанавливаемая обменная емкость примерно в 3 раза выше, чем при регенерации 1,5%-ным раствором из Са-формы. Данный факт явился предпосылкой разработки технологии, согласно которой перевод катионита перед регенерацией в Mg-форму достигается предварительной реагентной обработкой воды в осветлителе суспензией Mg(OH)2, получаемой в результате обработки отработавшего раствора фильтра—HI (работающего до проскока жесткости в фильтрат) суспензией извести. При этом Н-катионитный фильтр регенерируется 4—10%-ным раствором HaSO-j. По разработанной технологии часть суспензии гидроокиси магния, эквивалентно равная магниевой жесткости исходной воды, остается в избытке. Она может быть использована для обработки подпиточной воды теплосети. Исходная вода в осветлителе может быть обработана также привозным каустическим магнезитом либо полуобожженным доломитом. Эти материалы недороги и при обработке воды по предложенному способу из них получается другой полезный материал — карбонат кальция. Кроме того, в осветлителе исходной воды выпадает 70—90% кремниевой кислоты, что существенно улучшает условия работы Л2.

3-3. Обескремнивание воды каустическим магнезитом........... 91

Возможны различные способы достижения в обрабатываемой воде той концентрации гидроокиси магния, которая потребна для ее обескремнивания (см. ниже § 3-4). Однако основным из числа методов магнезиального обескремнивания воды является метод обескремнивания каустическим магнезитом. Этот метод1 нашел широкое применение на электростанциях СССР в начале 50-х годов и в настоящее время осуществляется на нес-

Рис. 3-7. Зависимость результатов обескремнивания воды каустическим магнезитом

Это расхождение возникает из-за присутствия в растворе значительных количеств как мало диссоциированных, так и легко гидролизующихся соединений магния, а также тонкодисперсных частиц гидроокиси магния, которые, не будучи истинно растворенными, не влияют на величину рН, но в момент титрования жидкости кислотой переходят в раствор и увеличивают значение титрационной гидратной щелочности. В результате контроль за подачей извести только по величине титрационной гидратной щелочности, как это делается обычно при осуществлении собственно известкования, в случае проведения обескремнивания воды каустическим магнезитом оказывается недостаточным.

Зависимость результатов обескремнивания воды каустическим магнезитом от температуры при разных значениях показана на рис. 3-8. Как видно, значительное снижение остаточного кремнесодержания происходит при повышении температуры до 40—45°С([5Ю3]0ст<С 1 мг/л); далее в интервале 40—100° С оно остается примерно неизменным 1 и затем вновь понижается [до (SiO3)ocT ~ 0,4—0,5 мг/л] при подогреве до 120—130° С.